疯狂kotlin讲义连载之Kotlin的基础类型--null安全

null安全能够说是Kotlin语言对Java的重大改进之一，这样能够避免Java编程时使人恐惧的“NullPointerException”（简称：NPE）。但话说回来，null安全不过是各类现代语言玩剩下的东西。
1 非空类型和可空类型
下面先看一个简单的例子。
程序清单：codes\02\2.8\NullableTest.kt

fun main(args: Array<String>) {
var str = "fkit"
// 因为str转换为Int有可能失败，故num有可能没有值
// 所以不能使用Int来声明num的类型
var num: Int = str.toIntOrNull()
var num: Int? = str.toIntOrNull()
println(num)
}

对比上面两行粗体字代码：第一行代码声明num的类型为Int，第二行代码声明num的类型为Int?。程序中第一行粗体字代码没法经过编译，第二行粗体字代码能经过编译。其中Int?就是可空类型，这种类型的变量可接受Int值和null两种状况；而Int类型的变量则只接受Int值，不能接受null的状况。因为str是一个String变量，当程序试图把String变量转换为Int值时，有可能转换成功（若是变量值是形如"123"的字符串），也有可能转换失败（本程序就转换失败了）。转换失败时，就没法成功返回Int值，此时将会返回null，所以必须使用Int?类型的变量来存储转换结果。
对于可能发生“值缺失”的状况，编译器会自动推断该变量的类型为可空类型。例如以下代码：

// 编译器推断n的类型为Int?
var n = str.toIntOrNull()

须要指出的是，只有可空类型的变量或常量才能接受null，非空类型的变量和常量不能接受null。
Kotlin对可空类型进行了限制：若是不加任何处理，可空类型不容许直接调用方法、访问属性。所以，经过可空类型与非空类型的区分，Kotlin便可在程序中避免空指针异常。例如以下程序（程序清单同上）：

var aStr: String = "fkit"
var bStr: String? = "fkit"
aStr = null // 错误，aStr不接受null值
bStr = null // 正确
// 编译经过，aStr不可能为null，运行时不可能致使NPE
println(aStr.length)
// 编译不能经过，不可能致使NPE
println(bStr.length)

上面代码中定义了aStr和bStr两个变量，其中aStr是非空String类型，所以aStr变量不容许赋值为null；而bStr是可空的String类型，bStr变量容许被赋值为null；程序能够直接调用aStr的方法和属性，但aStr变量的值不可能为nul的，所以能够避免NPE；Kotlin对可空类型进行了限制，可空类型不容许直接调用方法和属性，所以程序不能直接调用bStr的方法或属性，这样也可避免NPE。
2 先判断后使用
可空类型的变量不容许直接调用方法或属性，但能够先判断该变量不为null，而后再去调用该变量的属性和方法。例如以下代码。
程序清单：codes\02\2.8\CheckNull.kt
f

un main(args: Array<String>) {
var b: String? = "fkit"
// 先判断b不为null，而后访问b的length属性
var len = if (b != null) b.length else -1
println("b的长度:${len}")
b = null
// 先判断b不为null，而后调用b的length属性
if (b != null && b.length > 0) {
// 访问b的length属性
println(b.length)
}
else {
println("空字符串")
}
}

上面程序定义了String?（可空类型）的变量b，这样程序不能直接调用变量b的方法和属性，Kotlin要求程序先判断b不为null，接下来程序便可在该条件下调用b的方法或属性。
对于非空Boolean类型而言，它能够接受3个值，true、false或null，所以对Boolean?类型变量进行判断时，须要使用Boolean?变量显式与true、false值进行比较。例如以下代码。
f

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

编译器会报错：type mismatch: inferred type is Boolean? but Boolean was expected，这是由于Kotlin的if条件必须是Boolean类型，而Boolean?与Boolean本质上是两个不一样类型，所以编译器会报错。
3 安全调用
安全调用则在Java中已出现不少年了，只不过没有出如今Java官方语法中——若是读者熟悉Spring EL，必定见过以下用法。
user?.dog?.name
上面表达式语言表示若是user不为null，则返回user的dog属性；若是dog属性值不为null，则继续获取dog属性值的name属性值。反过来，若是user为null，或user.dog为null，上面表达式语言都不会致使NPE，而是整个表达式返回null——这就是Spring EL的安全调用。
Kotlin的安全调用也彻底与此相似，例如以下代码。
程序清单：codes\02\2.8\SafeCall.kt

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

上面程序中变量b的类型是String?，所以程序使用了?.安全调用来访问b的length属性，当b为null时，程序也不会引起NPE，而是返回null。
与Spring EL相似的是，Kotlin的安全调用彻底也支持链式调用，就像Spring EL的用法同样：
user?.dog?.name
上面代码表示安全获取user的dog的name属性值，若是user或user.dog为null，整个表达式将会返回null。
此外，安全调用还可与let全局函数结合使用，例如以下代码（程序清单同上）。

// 定义一个元素可空的数组
val myArr: Array<String?> = arrayOf("fkit", "fkjava", null, "crazyit")
for (item in myArr) {
// 当item不为null时才调用let函数
item?.let { println(it) }
}

上面粗体字代码使用安全调用来调用let函数，这样只有当item元素不为null才会执行let函数。上面程序调用let函数时传入一个Lambda表达式做为函数参数。
4 Elvis运算
Elvis运算也是一种早就满大街的小技巧了，其实就是if else的简化写法。对好比下代码。
程序清单：codes\02\2.8\Elvis.kt

fun main(args: Array<String>) {
var b: String? = "fkit"
// 先判断b不为null，而后访问b的length属性
var len1 = if (b != null) b.length else -1
println(len1);
b = null
// 使用Elvis运算符
var len2 = b?.length ?: -1
println(len2);
}

上面第一行粗体字代码使用传统if分支进行判断，当b不为null时返回b.length，不然返回-1；第二行粗体字代码则使用?:运算符，该运算符就是Elvis——它的含义是：若是?:左边的表达式不为null时，则返回左边表达式的值，不然返回?:右边表达式的值。
因而可知?:其实就是if分支的简化写法。
此外，因为Kotlin的return、throw都属于表达式，所以它们也均可以用在?:运算符的右边。例如以下代码片断：
val data = ……
val email = data["email"] ?: throw IllegalArgumentException("没有指定Email信息!")
5 强制调用
强制调用时为NPE爱好者准备的——若是读者依然喜欢Java那种简单、粗暴的方式：无论变量是否为null，程序都直接调用该变量的方法或属性，Kotlin也为这种用法提供了支持，用!!.便可强制调用可空变量的方法或属性，这样强制调用可能引起NPE。例如以下代码。
程序清单：codes\02\2.8\ForceCall.kt

fun main(args: Array<String>) {
var b: String? = "fkit"
println(b!!.length) // 输出4
b = null
println(b!!.length) // 删除null
// 定义一个元素可空的数组
val myArr: Array<String?> = arrayOf("fkit", "fkjava", null, "crazyit")
for (item in myArr) {
// 当item不为null时才调用let函数
item!!.let { println(it) }
}
}

上面程序就是将前面的安全调用程序中?.安全调用该为!!.强制调用，当可空变量b为null时，b!!.length将会引起NPE；与前面安全调用相似的是，强制调用也可做用于let()函数，此时无论item元素是否为null，程序都会对该元素调用let()函数，所以也可能致使NPE。

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