Kotlin 知識梳理(6) Kotlin 的可空性

1、本文概要

本文是對<<Kotlin in Action>>的學習筆記，若是須要運行相應的代碼能夠訪問在線環境 try.kotlinlang.org，這部分的思惟導圖爲：

2、可空性

2.1 可空類型

當咱們在聲明方法時，若是容許在這個方法被調用的時候傳給它null的實參，則須要顯示地 在類型名稱後面加上問號來標記它：

問號能夠加在任何類型的後面來表示這個類型的變量能夠存儲 null引用，而全部 常見類型默認都是非空的，除非顯示地把它標記爲可空。

當你有一個可空類型的值，對它的操做也會受到限制：

• 不能調用它的方法
• 不能把它賦值給非空類型的變量
• 不能把可空類型的值傳給擁有非空類型參數的函數

針對上面的第一點，最重要的操做就是和null進行比較，一旦進行了比較操做，編譯器就會記住，而且在此次比較發生的做用域內把這個值當作非空來對待，而後才能夠 調用它的方法，下面是最容易理解的作法，後面咱們將會看到更加簡潔的實現：

2.2 類型的含義

類型就是數據的分類，決定了該類型可能的值，以及該類型的值上能夠完成的操做。

下面咱們分析一下String類型的變量，在Java中這樣的變量有兩種值：分別是String的實例和null：

• instanceof操做符會告訴你null不是String
• 真實的String實例容許你調用它的任何方法，而null值只會容許很是有限的操做

這說明Java的類型系統在這種狀況下不能很好地工做，即便變量擁有聲明的類型String你依然沒法知道能對該變量的值作些什麼，除非作額外的檢查。

Kotlin的可空類型爲這類問題提供了全面的解決方案，區分開可空類型和非空類型 使事情變得明朗，哪些對值的操做是容許的，哪些操做會致使運行時異常並所以被中止。

2.3 安全調用運算符 "?."

處理可空對象

安全調用運算符?.把一次null檢查和一次方法調用合併成一個操做。

運行結果爲：

處理可空屬性

安全調用不光能夠調用方法，也能用來訪問屬性。

運行結果爲：

2.4 Elvis 運算符 「?:」

Kotlin有方便的運算符來提供代替null的默認值，它被稱做Elvis運算符，咱們在2.3的基礎上增長紅框內的代碼，使得name爲空的時候將返回值設爲Unknow：

運行結果爲：

Elvis接收兩個運算數：若是第一個運算數（ name）不爲 null，運算結果就是第一個運算數；若是第一個運算數爲 null，運算結果就是第二個運算數。

2.5 安全轉換 ":as ?"

安全轉換運算符會嘗試把值轉換成指定的類型，若是類型不合適就返回null，下面的例子中，先判斷傳入的參數是不是Person類型，若是不是，那麼就直接返回false，而在以後的代碼中智能轉換就會生效，編譯器肯定了變量otherPerson值的類型是Person，咱們就能夠直接訪問它的name屬性。

運行結果爲：

2.6 非空斷言 "!!"

非空斷言 是Kotlin提供給你的最簡單直率的處理可空類型的工具，它使用!!表示，能夠把任何值轉換成非空類型，若是對null值作非空斷言，則會拋出異常，例以下面的示例代碼：

在編譯時，將會拋出下面的異常：

2.7 let 函數

當可空參數最多見的一種用法就是被傳遞給一個接收非空參數的函數以前，須要進行相應的檢查。好比說下面這個sendEmailTo函數，它接收一個String類型的參數並向這個地址發送一封郵件。

假如咱們傳遞給它一個空的emailName，那麼在編譯時就會拋出異常：

異常提示爲：

不使用 let

爲了解決上面的問題，咱們應當在調用函數前確保該變量不爲空：

使用 let

下面，咱們再來看一下若是經過let解決上面的問題，let函數作的事情就是把一個調用它的對象變成lambda表達式的參數，若是結合安全調用語法，它能有效地把調用let函數的可空對象，轉變成非空類型：

let函數只在 nullEmail的值非空時才被調用，因此就能在 lambda中把 nullEmail當作非空的實參來使用。

2.8 延遲初始化的屬性

不少框架都會在對象實例建立後用專門的方法來初始化對象，例如Activity的onCreate方法，可是你不能在構造方法中徹底放棄非空屬性的初始化器，僅僅在一個特殊的方法裏初始化它，若是某個屬性是非空類型，那麼必須在構造方法中提供非空的初始化值，不然你就必須使用可空類型。可是若是使用了可空類型，那麼該屬性的每次訪問都須要null檢查或者!!運算符。

在上面的代碼中，凡是用到 name屬性的時候，都須要經過安全調用運算符 ?.檢查後，才能調用 String的方法，這是至關麻煩的。爲了解決這個問題，咱們能夠將 name屬性聲明成能夠延遲初始化的。

延遲初始化的屬性都是 var，由於須要在構造方法外修改它的值，儘管它是非空類型，可是不須要在構造方法中初始化它，而若是在屬性被初始化前調用了它的方法，那麼會拋出下面的異常。

異常提示：

2.9 可空類型的擴展

爲可空類型定義擴展函數時一種更強大的處理null值的方式，能夠容許接收者爲null的（擴展函數）調用，並在該函數中處理null，而不是在確保變量不爲null後再調用它的方法。

只有擴展函數能作到這點，普通成員方法的調用是經過對象實例分發的，所以實例爲null時（成員方法）永遠不能被執行。

在Kotlin標準庫中定義的isNullOfEmpty就能夠由String?類型的接收者調用：

運行結果爲：

isNullOfEmpty的定義以下：

fun String?.isNullOfBlank() : Boolean = this == null || this.isBlank()
複製代碼

2.10 類型參數的可空性

Kotlin中全部泛型類和泛型函數的類型參數默認都是可空的，任何類型，包括可空類型在內，均可以替換類型參數。這種狀況下，使用類型參數做爲類型的聲明都容許爲null，儘管類型參數T沒有用問號結尾，因此咱們必須使用安全調用：

要使參數類型非空，必需要爲它指定一個非空的上界，那樣泛型就會拒絕可空值做爲實參：

2.11 可空性和 Java

Java的類型系統是不支持可空性的，那麼當你混合使用Kotlin和Java時會發生什麼呢？

2.11.1 根據註解區分非空和可空類型

有些時候，Java代碼包含了可空性的信息，這些信息使用註解來表達。當代碼中出現了這樣的信息，Kotlin就會使用它，所以Java中的@Nullable String被Kotlin當作String，而@NotNull String就是String，例如咱們在Java中定義下面這個包含了@NotNull註解的方法：

那麼若是在 Kotlin中調用這個方法並傳入可空類型，就會提示類型不匹配：

2.11.2 平臺類型

若是註解不存在時，Java類型會變成Kotlin中的 平臺類型。平臺類型本質上就是Kotlin不知道可空性信息的類型，這意味着，你要像在Java中同樣，對你在這個類型上作的操做負有所有責任，編譯器將會容許全部的操做。

2.11.3 繼承

當在Kotlin中重寫Java的方法時，能夠選擇把參數和返回類型定義成可空的，也能夠選擇把它們定義成非空的。例如，咱們來看一個Java中的StringProcessor接口：

public interface StringProcessor {
    void process(String value);
}
複製代碼

Kotlin中實現接口時使用不一樣的可空性：

class StringPrinter : StringProcessor {
    override fun process(value: String) {
        print(String)
    }
}

class NullableStringPrinter : StringProcessor {
    override fun process(value: String?) {
        println(value ?: "Empty")
    }
}
複製代碼

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