Kotlin的值類（Value Class）是一種強大的類型安全工具，允許開發者創建語義明確的類型，并保持運行時零成本。

假設系統中存在用戶的概念，用戶擁有名字和電子郵箱地址。用戶名和電子郵箱地址都是長度不超過120個字符的字符串。用戶名不能是空白，不能是"null"，也不能包含"@"。電子郵箱地址必須包含"@"。根據這些要求，我們可以得到一個簡單的模型。

代碼1??簡單的User模型

data class User(val name: String, val email: String)

這個模型沒有對值進行校驗，客戶端代碼可能直接調用?user.name =?"null"?，產生一條不滿足業務約束的數據。為了避免這種情況，我們可以為用戶名、電子郵箱分別建立模型。

代碼2??復雜的User模型

data class User(val name: UserName, val email: Email)class UserName(val value: String) {init {require(!value.contains("@") && ... ) { "Invalid userName" }}
}class Email(val value: String) {init {require(value.contains("@")) { "Invalid email" }}
}

復雜模型可以保證業務邏輯不出錯，但多了一個包裝對象，產生運行時性能損耗。仔細觀察UserName和Email兩個類，都是把一個String對象和一些專屬操作綁定起來，構成一個新類型。新類型可以表達語義，操作可以校驗值。這兩樣都是我們需要的。有沒有辦法既能做到這兩點，又不會產生額外的包裝對象呢？答案就是值類。

代碼3??值類：“基礎”類型零成本抽象

@JvmInline
value class UserName(val value: String) {init {require(!value.contains("@") && ... ) { "Invalid userName" }}}

從語法上看，值類版本的UserName只比普通版本多了?@JvmInline?注釋，并且將?class?換成了?value?class?，其他方面并無差別。但在運行時，值類不會產生額外性能損耗，可以做到零成本抽象。

值類能做到運行時零成本的方法和C++模板或TypeScript類似，編譯時在字節碼級別進行內聯。比如下面的值類

@JvmInline
value class Meter(val value: Double)fun calculate(m: Meter) = m.value * 2

編譯后的字節碼等價于

public static double calculate(double m) {return m * 2;
}

因此值類可以做到：

• 沒有額外對象分配
• 沒有虛方法表
• 沒有對象頭開銷
• 方法調用轉為靜態分派

當然值類的使用也存在一些限制，包括：

• 不能聲明多個屬性
• 不能繼承其他類（可以實現接口）
• 不能在反射場景中使用
• 需要特殊處理泛型場景

JVM泛型需要對象，因此在泛型中使用值類會引發裝箱。

// 觸發裝箱
val list = listOf(UserId("123")) // 方案1：使用原始類型數組避免裝箱（推薦）
val array = arrayOf(UserId("123"))// 方案2：通過inline class+類型投影減少裝箱
val list = listOf<UserId>(UserId("123"))

值類的使用場景有：

• 需要區分語義相似的原始類型時 (名字, 郵件等)
• 需要為簡單值添加領域行為時
• 高頻調用的基礎類型包裝
• 要求極致性能的數值計算場景
• 大型項目中的領域模型定義

需要避免值類的場景有：

• 需要包裝多個字段的復雜對象
• 需要復雜繼承關系的類型
• 深度依賴反射的操作
• 與某些Java框架深度集成的場景

值類的核心優勢在于：

1. 編譯時類型安全
2. 領域語義明確
3. 零成本抽象
4. 減少模型轉換樣板
5. 增強代碼可讀性和可維護性

表1??值類和數據類對比

特性	值類	數據類（Data Class）
內存開銷	零（運行時內聯）	每個對象額外16-24字節對象頭
適用場景	單值包裝	多屬性數據容器（如DTO）
自動生成方法	僅基于包裝值的方法	equals()/hashCode()/copy()等
泛型處理	可能觸發裝箱	直接支持

表2??值類與裝箱對比

特性	值類	裝箱（以Integer為例）
設計目標	類型安全的語義增強	原始類型與對象類型的轉換橋梁
內存開銷	0 (編譯時內聯)	Integer: 16+字節對象頭
類型系統	創建真正的新類型	int和Integer是相同值的不同表示
空值安全	默認非空 (顯式聲明可空)	int不能null, Integer可為null
集合性能	等同于原始類型集合	對象指針集合 (內存碎片化)
使用場景	領域建模中的語義化類型	泛型兼容和對象類型需求

表3??值類與值對象對比

維度	值類	DDD值對象 (Value Object)
范疇	編程語言特性 (Kotlin特有)	領域驅動設計(DDD)概念
核心目的	零開銷的類型安全包裝	表示沒有唯一標識的領域概念
實現方式	@JvmInline value class	不可變類(通常用 data class)
身份標識	無明確要求	無唯一標識 (靠屬性值區分)
相等性	基于包裝值 (可自定義)	基于所有屬性值
可變性	默認可變 (但通常設計為不可變)	嚴格不可變
典型應用	ID包裝、單位封裝、類型別名	金額、地址、日期范圍、坐標點

值對象（Value Object）是領域驅動設計中不可變的概念片段，值類是Kotlin零開銷的類型安全包裝特性。二者主要是名稱相似。如果當值對象只需封裝單個值時，值類是最佳實現方式。

表4??值類和擴展方法

維度	值類	擴展方法
本質	創建新類型	擴展現有類型
類型系統	編譯時引入新類型 (運行時內聯)	不引入新類型
作用范圍	全局性的類型安全增強	局部性的功能增強
主要目的	解決類型安全問題	解決功能擴展問題
使用方式	創建新類型實例	在現有類型實例上調用
性能影響	零運行時開銷	極低開銷（靜態方法調用）
領域建模	核心領域概念建模	輔助功能實現