Kotlin刨根問底(一)：你真的瞭解Kotlin中的空安全嗎？

這篇以前寫過，刪了一些廢話，修正了一些錯誤，弄了下排版，最近開始連載這個系列，
行文結構：要點提煉(方便回顧) + 常規操做 + 源碼層面摸索實現原理，
內容部分摘取自：《Kotlin實用指南》，感興趣的能夠訂閱一波 ~

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0x一、要點提煉

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• Kotlin中經過「非空類型」與「可空類型」來規避 NPE；
• 可空操做符「`?`」、安全調用操做符「`?.`」、非空斷言運算符「`!!`」；
• Elvis操做符「`?:`」若是不爲空返回它，不然返回另外一個值；
• 安全的類型轉換「`as?`」
• ?.let{}
• 不是絕對的空指針安全：Kotlin調用返回空的Java代碼；
• Kotlin空安全的實現原理：
  
  

  

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0x二、Kotlin裏的空安全用法

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NullPointerException(NPE)，空指針異常，發生在運行時，引用一個空對象的方法時會拋出。

Java中常見的規避手段是：

在對象使用前進行判空：if (obj != null)

多層判空時顯得不是很美觀，而Kotlin中是「空安全」的：

編譯期 就處理Null

空安全不是Kotlin特有的，其餘不少編程語言也有，下面簡述下Kotlin空安全的相關用法。

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① 非空類型與可空類型

Kotlin中經過「非空類型」和「可空類型」來規避NPE，非空類型不能設置爲Null值：

可空類型能夠設置爲Null值，在類型後加上 可空操做符(?) 便可，代碼示例以下：

可空類型，直接訪問它的屬性或方法，會報錯：

能夠經過 安全調用操做符(?.) 或 非空斷言運算符(!!) 來解決，代碼示例以下：

運行結果以下：

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② Elvis操做符(?:)

三目條件運算符的簡略寫法：若是不是空，就返回它，不然返回另外一個值。代碼示例以下：

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③ 安全的類型轉換

Kotlin中能夠使用as關鍵字來進行類型轉換，而使用as?表示安全類型的轉換。最多見的使用場合，後臺接口返回一個參數，須要咱們本身作下類型轉換，直接用as的話，若是參數爲null或者非String類型，就可能引起異常，若是用as? ，參數異常則不會轉換，代碼示例以下：

運行結果以下：

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④ ?.let{}

let函數除了可用於在同一個做用域下操做變量外（代碼更優雅）外：

tvTitle.let {
    it.text = "標題"
    it.textSize = 18.0f
    it.gravity = Gravity.LEFT or Gravity.CENTER
    it.setOnClickListener {}
}
複製代碼

還能夠用做作判null操做，好比下面這樣的代碼：

test咱們已經設置了一個值，可是仍是報錯，添加上一個非空斷言便可：

還有個更優雅的寫代碼方式，就是用2，修改後的代碼以下：

另外?.let{}遍歷集合會忽略null值，只對非null值執行操做；除此以外，還能夠用集合操做函數filterNotNull過濾出非空元素。

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0x三、不是絕對的空指針安全

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如題，Kotlin中並非絕對的空指針安全，最多見的就是在Kotlin去調Java代碼，好比下面這個例子：

//Java
public class Test {
    public static String getMsg() {
        return null;
    }
}

//Kotlin
fun main() {
    println(Test.getMsg().length)
}
複製代碼

運行後就直接報錯：

當你與Java代碼進行互操做時，Null安全性確實被破壞了，固然想規避這個問題也很簡單，加個?便可，示例以下：

fun main() {
    println(Test.getMsg()?.length)
}
複製代碼

運行結果以下：

Tips：也能夠爲Java代碼@NotNull註解來解決~

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0x四、Kotlin是如何實現空安全的

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接着咱們來探究下，Kotlin中究竟是怎麼實現空安全的，寫下簡單的代碼：

fun test_1(str: String) = str.length
fun test_2(str: String?) = str?.length
fun test_3(str: String?) = str!!.length
fun test_4(str: Any?) { str as String }
fun test_5(str: Any?) { str as? String }
複製代碼

接着依次點擊：Tools -> Kotlin -> Show Kotlin Bytecode，生成字節碼：

生成後的Java代碼以下：

接着分析一波，首先是test_1函數，能夠看到這裏有一個@NotNull的註解，而後是：

Intrinsics.checkParameterIsNotNull(str, "str");
複製代碼

Intrinsics是Kotlin的一個內部類，定位到checkParameterIsNotNull函數：

再跟：

行吧，其實就是直接對參數判空，若是爲空拋出參數爲空的異常。接着看下test_2函數，比較簡單，判斷是否爲空，不爲空的話，調用對應的方法，不然返回一個null。再接着是test_3函數，直接判斷是否爲空，空的話直接拋出Npe異常。

而後是test_4函數，判空，若是空拋出類型轉換異常，不然執行後續代碼；最後是test_5函數，建立一個新對象把參數的值傳給他，而後進行類型判斷，若是不是特定類型，對象賦值null，而後把執行類型強轉後的對象賦值給一個新的對象。

綜上，Kotlin中對空安全背後的處理套路以下：

• 一、非空類型的屬性編譯器添加@NotNull註解，可空類型添加@Nullable註解；
• 二、非空類型直接對參數進行判空，若是爲空直接拋出異常；
• 三、可空類型，若是是?.判空，不空才執行後續代碼，不然返回null；若是是!!，空的話直接拋出NPE異常。
• 四、as操做符會判空，空的話直接拋出異常，不爲空才執行後續操做，沒作類型判斷！運行時可能會報錯！
• 五、as?則是新建一個變量，參數賦值給它，而後判斷是否爲特定類型，賦值爲null，接着把這個變量的值賦值給另外一個新的變量，這裏有一點注意：as?處理後的參數可能爲空！！！因此調用as?轉換後的對象還須要添加安全調用操做符(?.)

提醒：（這裏直接用編譯後Java代碼的緣由是比較直觀~）

• @NotNull註解對應字節碼裏的：@Lorg/jetbrains/annotations/NotNull;
• @Nullable註解對應字節碼裏的：@Lorg/jetbrains/annotations/Nullable;

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參考文獻：

• Kotlin的空安全真的安全嗎？

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