Kotlin学习之空安全

Kotlin相对于Java有许多改良的地方，空安全就是其中的一部分，Kotlin因此解决了空指针问题。

一、空安全

Java语言中没有C/C++的指针，取而代之的是引用。在Java支持的四种数据类型（类、接口、数组、基本类型）中，类、接口和数组统称为引用类型，定义一个引用类型变量需要两个步骤：

1. 定义一个引用类型的变量。

String s;
List<String> l;
int[] n;

2. 进行初始化（创建对象并使之前定义的引用指向这个对象）。有两种方法：

• 用new关键字调用构造方法，创建一个新对象；
• 使用方法出入一个对象。

s = "Hello World"; // String 类型的特殊写法，等同于调用构造方法
l = new ArrayList<>(); // 使用子类型创建对象
n = new int[10];

在Java中，对于没有进行初始化的引用类型变量，调用它们的实例方法或实例属性都会产生NullPointerException，也就是所谓的NPE。而这一切都发生在运行时，编译时不会报错。

Kotlin的类型系统诣在从代码中消除NullPointerException。NPE的唯一可能的原因是：

• 显示调用throw NullPointerException()；
• 使用了下文描述的！！操作符；
• 外部Java代码导致的；
• 对于初始化，有一些数据不一致。

Kotlin解决空安全，而不是消灭NPE，而是允许NPE存在，但只会在它该出现的时候出现。Kotlin区分了可空类型与不可空类型。

二、可空类型与非空类型

在Kotlin中如下代码：

val s: String = null

会得到一个编译错误。编译器说不能讲null赋给非空的String类型。

在Kotlin中，所有数据类型默认都是非空的，如果想把null赋给它们的对象，需要在类型后加上?，声明为可空类型。

所以上面的代码需要在String后面加上?：

val s: String? = null

所以，在Kotlin中我们只要将变量声明为非空类型，就可以放心地调用它的实例方法和实例变量，不用担心出现NPE。

三、安全调用符（?.）

对于可空类型的变量，应该怎样安全地调用它的属性和方法呢？Kotlin的解决方式是使用?.安全调用符。

如下面Kotlin的函数：

// 安全调用属性
fun printLengthOfString(s: String?) = println(s?.length)

在Java中等同于如下：

public static final void printLengthOfString(@Nullable String s) {
  Integer var1 = (s != null) ? s.length() : null;
  System.out.println(var1);
}

• 安全调用操作符(?.)实际上是个语法糖，会被编译为一个三目运算表达式。
• 如果?.前的对象不为null，则调用?.后的方法或属性，否则就返回null。
• 如果一个可空变量已经被判断为非空，再次调用它的方法和变量时，会自动将变量转换为非空类型，实现安全调用。

四、Elvis操作符（?:）

这个操作符是三目条件运算符的简略写法。

如果?:左侧表达式非空，Elvis操作符就返回其左侧表达式，否则就返回右侧表达式。请注意，当且仅当左侧为空时，才会对右侧表达式求值。

Kotlin中用Elvis操作符配合安全调用符实现简单清晰的空检查和空操作。

在Java中：

(files != null) ? files.length : "Empty"

在Kotlin中：

files?.size ?: "Empty"

可以如下理解Elvis操作符：

• A ?: B 等价于 if(A==null) B
• A ?. B ?: C 等价于 if(A!=null) A.B else C

五、let函数

let函数可以看做一个加强版的安全操作符，或者另一种写法if not null then语句。

let函数单纯地接收一个函数，然后执行它，返回函数的执行结果。一般情况下，let函数与安全调用符配合使用：

val listWithNulls: List<String?> = listOf("A", null)
for (item in listWithNulls) {
     item?.let { println(it) } // 输出 A 并忽略 null
}

也就是时候安全调用符+let函数就等同于if not null then语句。

六、非空操作符（!!）

要在Kotlin中产生NPE，有两种办法：

• 显式地throw NullPointerException()；
• 使用非空操作符!!。

val l = b!!.length

b!!会返回一个非空的b值，如果b为空，就会抛出一个NPE异常。

但是，Kotlin并不建议在代码中广泛使用!!操作符，因为这样会浪费Kotlin良好的非空类型的设计，让Kotlin代码中充斥着NPE。

学海无涯苦作舟

我的微信公众号.jpg