面试题：Kotlin面向对象编程中的数据类与密封类

Question

请阐述Kotlin中数据类和密封类的主要特点及适用场景，并举例说明如何定义和使用它们。

Answer 1

Kotlin 数据类

主要特点

1. 自动生成成员函数：数据类会自动生成 equals()、hashCode()、toString()、componentN() 以及 copy() 函数。这些函数的实现是基于数据类的属性。
2. 不可变（默认）：如果数据类所有属性都声明为 val，那么它的实例是不可变的。
3. 简洁的语法：可以简洁地声明和初始化数据对象。

适用场景

适用于存储和传输数据的场景，例如表示数据库中的记录、网络 API 的响应数据等。

定义和使用示例

// 定义数据类
data class User(val name: String, val age: Int)

fun main() {
    // 创建数据类实例
    val user = User("Alice", 30)

    // 使用自动生成的 toString() 函数
    println(user) // 输出: User(name=Alice, age=30)

    // 使用 copy() 函数创建新实例并修改部分属性
    val newUser = user.copy(age = 31)
    println(newUser) // 输出: User(name=Alice, age=31)

    // 使用自动生成的 equals() 和 hashCode() 函数
    val anotherUser = User("Alice", 30)
    println(user == anotherUser) // 输出: true
}

Kotlin 密封类

主要特点

1. 限制继承：密封类的子类必须在与密封类相同的文件中声明（Kotlin 1.5 之前是这样，之后可以在不同文件，但需在同一模块），这使得代码结构更清晰，知道密封类所有可能的子类型。
2. 用于条件式分支：常与 when 表达式一起使用，when 表达式在处理密封类实例时，如果覆盖了所有可能的子类型，就不需要 else 分支。

适用场景

适用于表示受限的类层次结构，例如状态机、解析结果等。

定义和使用示例

// 定义密封类
sealed class Result
class Success(val data: String) : Result()
class Failure(val errorMessage: String) : Result()

fun handleResult(result: Result) {
    when (result) {
        is Success -> println("成功: ${result.data}")
        is Failure -> println("失败: ${result.errorMessage}")
    }
}

fun main() {
    val successResult = Success("操作成功")
    val failureResult = Failure("发生错误")

    handleResult(successResult)
    handleResult(failureResult)
}