瘋狂kotlin講義連載之Kotlin的基礎類型--null安全

時間 2019-11-24

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null安全能夠說是Kotlin語言對Java的重大改進之一，這樣能夠避免Java編程時使人恐懼的「NullPointerException」（簡稱：NPE）。但話說回來，null安全不過是各類現代語言玩剩下的東西。
1 非空類型和可空類型
下面先看一個簡單的例子。
程序清單：codes\02\2.8\NullableTest.kt
html

fun main(args: Array<String>) {
var str = "fkit"
// 因爲str轉換爲Int有可能失敗，故num有可能沒有值
// 所以不能使用Int來聲明num的類型
var num: Int = str.toIntOrNull()
var num: Int? = str.toIntOrNull()
println(num)
}

對比上面兩行粗體字代碼：第一行代碼聲明num的類型爲Int，第二行代碼聲明num的類型爲Int?。程序中第一行粗體字代碼沒法經過編譯，第二行粗體字代碼能經過編譯。其中Int?就是可空類型，這種類型的變量可接受Int值和null兩種狀況；而Int類型的變量則只接受Int值，不能接受null的狀況。因爲str是一個String變量，當程序試圖把String變量轉換爲Int值時，有可能轉換成功（若是變量值是形如"123"的字符串），也有可能轉換失敗（本程序就轉換失敗了）。轉換失敗時，就沒法成功返回Int值，此時將會返回null，所以必須使用Int?類型的變量來存儲轉換結果。
對於可能發生「值缺失」的狀況，編譯器會自動推斷該變量的類型爲可空類型。例如以下代碼：
java

// 編譯器推斷n的類型爲Int?
var n = str.toIntOrNull()

須要指出的是，只有可空類型的變量或常量才能接受null，非空類型的變量和常量不能接受null。
Kotlin對可空類型進行了限制：若是不加任何處理，可空類型不容許直接調用方法、訪問屬性。所以，經過可空類型與非空類型的區分，Kotlin便可在程序中避免空指針異常。例如以下程序（程序清單同上）：
編程

var aStr: String = "fkit"
var bStr: String? = "fkit"
aStr = null // 錯誤，aStr不接受null值
bStr = null // 正確
// 編譯經過，aStr不可能爲null，運行時不可能致使NPE
println(aStr.length)
// 編譯不能經過，不可能致使NPE
println(bStr.length)

上面代碼中定義了aStr和bStr兩個變量，其中aStr是非空String類型，所以aStr變量不容許賦值爲null；而bStr是可空的String類型，bStr變量容許被賦值爲null；程序能夠直接調用aStr的方法和屬性，但aStr變量的值不可能爲nul的，所以能夠避免NPE；Kotlin對可空類型進行了限制，可空類型不容許直接調用方法和屬性，所以程序不能直接調用bStr的方法或屬性，這樣也可避免NPE。
2 先判斷後使用
可空類型的變量不容許直接調用方法或屬性，但能夠先判斷該變量不爲null，而後再去調用該變量的屬性和方法。例如以下代碼。
程序清單：codes\02\2.8\CheckNull.kt
f數組

un main(args: Array<String>) {
var b: String? = "fkit"
// 先判斷b不爲null，而後訪問b的length屬性
var len = if (b != null) b.length else -1
println("b的長度:${len}")
b = null
// 先判斷b不爲null，而後調用b的length屬性
if (b != null && b.length > 0) {
// 訪問b的length屬性
println(b.length)
}
else {
println("空字符串")
}
}

上面程序定義了String?（可空類型）的變量b，這樣程序不能直接調用變量b的方法和屬性，Kotlin要求程序先判斷b不爲null，接下來程序便可在該條件下調用b的方法或屬性。
對於非空Boolean類型而言，它能夠接受3個值，true、false或null，所以對Boolean?類型變量進行判斷時，須要使用Boolean?變量顯式與true、false值進行比較。例如以下代碼。
f安全

un main(args: Array<String>) {
var b: Boolean? = null
if( b == true ){
println("爲真")
}
}
若是將if分支改成以下形式：
if( b ){
println("爲真")
}

編譯器會報錯：type mismatch: inferred type is Boolean? but Boolean was expected，這是由於Kotlin的if條件必須是Boolean類型，而Boolean?與Boolean本質上是兩個不一樣類型，所以編譯器會報錯。
3 安全調用
安全調用則在Java中已出現不少年了，只不過沒有出如今Java官方語法中——若是讀者熟悉Spring EL，必定見過以下用法。
user?.dog?.name
上面表達式語言表示若是user不爲null，則返回user的dog屬性；若是dog屬性值不爲null，則繼續獲取dog屬性值的name屬性值。反過來，若是user爲null，或user.dog爲null，上面表達式語言都不會致使NPE，而是整個表達式返回null——這就是Spring EL的安全調用。
Kotlin的安全調用也徹底與此相似，例如以下代碼。
程序清單：codes\02\2.8\SafeCall.kt
函數

fun main(args: Array<String>) {
var b: String? = "fkit"
println(b?.length) // 輸出4
b = null
println(b?.length) // 輸出null
}

上面程序中變量b的類型是String?，所以程序使用了?.安全調用來訪問b的length屬性，當b爲null時，程序也不會引起NPE，而是返回null。
與Spring EL相似的是，Kotlin的安全調用徹底也支持鏈式調用，就像Spring EL的用法同樣：
user?.dog?.name
上面代碼表示安全獲取user的dog的name屬性值，若是user或user.dog爲null，整個表達式將會返回null。
此外，安全調用還可與let全局函數結合使用，例如以下代碼（程序清單同上）。
post

// 定義一個元素可空的數組
val myArr: Array<String?> = arrayOf("fkit", "fkjava", null, "crazyit")
for (item in myArr) {
// 當item不爲null時才調用let函數
item?.let { println(it) }
}

上面粗體字代碼使用安全調用來調用let函數，這樣只有當item元素不爲null纔會執行let函數。上面程序調用let函數時傳入一個Lambda表達式做爲函數參數。
4 Elvis運算
Elvis運算也是一種早就滿大街的小技巧了，其實就是if else的簡化寫法。對好比下代碼。
程序清單：codes\02\2.8\Elvis.kt
指針

fun main(args: Array<String>) {
var b: String? = "fkit"
// 先判斷b不爲null，而後訪問b的length屬性
var len1 = if (b != null) b.length else -1
println(len1);
b = null
// 使用Elvis運算符
var len2 = b?.length ?: -1
println(len2);
}

上面第一行粗體字代碼使用傳統if分支進行判斷，當b不爲null時返回b.length，不然返回-1；第二行粗體字代碼則使用?:運算符，該運算符就是Elvis——它的含義是：若是?:左邊的表達式不爲null時，則返回左邊表達式的值，不然返回?:右邊表達式的值。
因而可知?:其實就是if分支的簡化寫法。
此外，因爲Kotlin的return、throw都屬於表達式，所以它們也均可以用在?:運算符的右邊。例如以下代碼片斷：
val data = ……
val email = data["email"] ?: throw IllegalArgumentException("沒有指定Email信息!")
5 強制調用
強制調用時爲NPE愛好者準備的——若是讀者依然喜歡Java那種簡單、粗暴的方式：無論變量是否爲null，程序都直接調用該變量的方法或屬性，Kotlin也爲這種用法提供了支持，用!!.便可強制調用可空變量的方法或屬性，這樣強制調用可能引起NPE。例如以下代碼。
程序清單：codes\02\2.8\ForceCall.kt
code

fun main(args: Array<String>) {
var b: String? = "fkit"
println(b!!.length) // 輸出4
b = null
println(b!!.length) // 刪除null
// 定義一個元素可空的數組
val myArr: Array<String?> = arrayOf("fkit", "fkjava", null, "crazyit")
for (item in myArr) {
// 當item不爲null時才調用let函數
item!!.let { println(it) }
}
}

上面程序就是將前面的安全調用程序中?.安全調用該爲!!.強制調用，當可空變量b爲null時，b!!.length將會引起NPE；與前面安全調用相似的是，強制調用也可做用於let()函數，此時無論item元素是否爲null，程序都會對該元素調用let()函數，所以也可能致使NPE。cdn

以上內容節選自《瘋狂Kotlin講義》：一本讓您最直接認識Kotlin的瘋狂講義