前言

Flutter 2.0的使用已經有一段時間了，想在此分享一些關於空安全的使用經驗和個人理解。

Dart空安全

空安全是什麼？

在空安全下，執行時的NullPointer Exception錯誤被提前到了開發階段。

即：

void main() {
    // 在空安全下， 開發階段就會報錯，而非執行時
    String name;
    debugPrint(name);
}
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型別上也有了變化,這裡貼兩張官方的型別關係圖深入理解空安全 :

非空安全時代:

空安全時代

可以看到，Null這個型別變成了一個單獨的類，而非所有類的子類，換言之：

void main() {
    String a = null;
}

非空安全下：
    因為Null是所有型別的子類，基於多型性的原理，這種書寫方式是正確的。
    

在空安全下：
    Null獨立了出去，那麼當你再像上面那樣書寫時，就會報錯了，因為這本質上發生了型別轉換的錯誤.

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空安全有什麼？

新增了關鍵字，並對原有關鍵字的含義做了擴充 ：

?            -> 可空,              如： int a?;
!            -> 非空               如： int b = a!;
late         -> 延遲初始化          如:  late int a;
required     -> 可選引數的不可空    如： {required int a}
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而含義的物件就是開發工具了，下面逐一對它們進行介紹。

關鍵字： ?

我們在開發過程中，相當多的引數變數並不一定為必傳，因此我們可以用 ? 來標註其為可空。

///通過問號，我們可以告知編輯器(及使用者)，style是可空的（有點像可選引數）
Widget buildTextWidget(String text, TextStyle? style) {
    return Text(text, style: style);
}

呼叫時：

void main() {
    buildTextWidget('hello world !',null);
    
    buildTextWidget('hello world !',customStyle);
}

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當然，上面的方法還可以改為使用可選引數：

///命名引數
Widget buildTextWidget(String text, {TextStyle? style}) {
    return Text(text, style: style);
}
///位置引數
Widget buildTextWidget(String text, [TextStyle? style]) {
    return Text(text, style: style);
}
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我個人很喜歡用命名引數，因為在使用時會顯示對應引數名，這樣使用者可以大致知道他傳入的變數用來做什麼。

說到這，我們就來介紹下 required 。

關鍵字： required

當我們希望通過命名引數來提高方法的呼叫便捷性和可讀性時，會遇到一個問題，即：可選引數是可以不傳的。

如果引數是可空的，那麼還好，如果遇到不可空的就麻煩了：

    /// 此時編輯器就會報錯，因為 i 變數可能為空
Demon invoke(Target target, {Invoker invoker, String? way, String? material}) {
    ...
}
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當遇到上面的情況時，而我們又確實需要使用這個變數，那麼有3種解決辦法：

1、 不使用可選引數
2、 設定預設值
3、 使用required 告知編輯器此引數不能為空 （無法使用-方法 2）
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修改後：

///此時可以通過編譯
Demon invoke(Target target, {required Invoker invoker, String? way, String? material}) {
    ...
}

/// 呼叫時，如果不傳 引數 invoker， 或者傳入空，那麼編輯器將會報錯 
invoke(a); //錯誤
invoke(a, invoker: null); // 錯誤
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在實際開發中，我們可能需要通過某個方法來初始化一個成員變數，如下類：

class WarLock {
    //報錯
    Demon cardDemon;
    
    Demon invoke(Target target, {required Invoker invoker, String? way, String? material}) {
        ...
    }

}
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當我們寫完後，會發現變數 cardDemon 報錯，編輯器要求你必須對它初始化。我們可以直接加個 ? 告訴編輯器此值可空。

Demon? cardDemon;
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那麼，當我們隨後使用它的時候，編輯器就會要求我們進行判空處理（否則無法通過編譯），如果使用位置非常多那就蛋疼了。此外，對於關鍵變數，這種方法會對後期維護或者接手的小夥伴產生誤導。

某些情境下，成員變數需要方法來(如：建構函式內依賴入參)初始化。
同時可以確定，後續的使用總是在其初始化之後。那麼此處使用 '?' 將是不嚴謹的。
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因此，late 就應運而生了。

關鍵字： late

它可以告訴編輯器：這個非空變數，我稍後會初始化。

class WarLock {

    late Demon cardDemon;
    //如果我們規定此變數不可變，那麼我們還可以這樣寫
    // late final Demon cardDemon;
    
    Demon invoke(Target target, {required Invoker invoker, String? way, String? material}) {
        ...
    }

}
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此時，我們再使用這個變數時，編輯器將會不會報錯，同時也不需要判空。

而這裡也就引申出一個問題： 空安全並不意味著不會出現空指標的異常。

class Test{
    late int a;
    void showMsg() {
        debugPrint('$a'); //編輯器並不會報錯，類似的問題後面還會出現
    }
}

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接下來我們看最後一個關鍵字。

關鍵字： !

當我們在使用可空的變數時，如果在一個方法塊（如：if）內進行了判空，並做了空退出，同方法塊內的後續使用依然會出現編輯器的報錯 :

class TestEntity{
    int? count;
    
        ...
    
    void doStuff() {
        count = 0;
        if(count == null) return;
        
        //報錯：A value of type 'int?' can't be assigned to a variable of type 'int'. 
        int b = count;
    }
}
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這時，我們就需要使用 ! 來告訴編輯器，我確認這個值不會為空。

int b = count!; //不會報錯
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另一方面，從Flutter的單執行緒和Isolate特性的角度來看，執行到 int b = count; 時是不可能為空的，為什麼還會報錯呢？

因為 空安全 是語言機制，而非Flutter機制，在方法內使用成員變數時，並不能確保是否有其他執行緒對其進行了置空操作。（Flutter是支援多Isolate執行的）

其次，不考慮上面的情況，我們依然可以寫出 空異常 的程式碼 :

class TestEntity{
    int? count;
    
        ...
        
    ///呼叫一個非同步方法
    void doStuff() async {
        ...
        count = 0;
        trigerNullException();
        
        ...
    }
    
    
    Future trigerNullException() async {
        if(count == null) return ;
        
        //程式碼會等待1秒後，繼續執行
        await Future.delayed(const Duration(seconds: 1), () {
            count = null;
        });
        // 此時將會丟擲:
        // Unhandled Exception: Null check operator used on a null value
        int b = count!;
        
    }
    
}
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Tip: 實際上這裡的非同步排程還是藉助了其他執行緒(Engine層)。

誠然，上方程式碼Future.delayed()中的錯誤一目瞭然，但在實際開發過程中， 取而代之的可能是一個有著複雜呼叫鏈的方法（甚至多人負責的），那麼我們就很難把控執行到int b = c!;時， count 不為空了。

空安全帶來了什麼？

在我看來，空安全為開發設計規範增加了 "法律效力"。

非空時，我們可以隨意定義變數、引數和方法，

class A{

int a;

String txt;

double height;

    A(this.a, this.txt，{this.height});

    String generateContent({String rawTxt}) {
        return '$rawTxt : $height';
    }

}


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對於使用者，我們只能通過引數型別必選引數 或 可選引數來判斷是否為可空 (前提是雙方遵守這個約定俗成的規矩)，而其核心與否就只能期盼註釋的闡明瞭。

方法的使用，更是隻能採取保守策略，對返回結果增加一些安全措施。再複雜一些的，就只能去找對應開發同學了~

空安全下，上述方式的編寫風格，將會在開發階段被標紅，設計規範被強制化。

如：入參的要求和個數，設計時需要更為嚴謹和收斂，因為每一個變數我們都需要處理，否則將無法通過編譯。
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我們在定義類、引數變數及方法時可以（也需要）通過 空安全關鍵字 : ? 、 ! 、 required 、late 來告知使用者，哪些變數是核心(不僅限於非空)、而哪些不是；這個方法肯定能返回結果(非空)，那個方法可能返回結果 ,

String methodOne() {...}

String? methodTwo() {...}
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而 開發工具(空安全) 則為這個規範得以被遵守提供了有力的保障（無法編譯）。

這也算是被動提高了開發和使用規範。

一言以蔽之：分鍋更為明確~ 哈哈哈
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