Kotlin——初級篇（六）： 可空型別、空安全、非空斷言、型別轉換等特性總結

在我們熟知的Java中，定義一個變數可以預設不賦值，因為Java的系統會給我們預設賦一個預設值，並且Java可定義一個賦值為null的變數，這樣在使用這個變數的時候都會去顯示判斷該變數是否為null。從程式碼的簡潔性以及程式碼的閱讀性來說，就差了Koltin一籌了，那麼Kotlin定義一個變數可為null的變數怎麼定義呢？下面針對Kotlin的這些特性，作出一個詳細的講解。

目錄

一、可空型別、空安全

在前面的變數、常量中我們已經講解到了變數的定義。這裡不作詳述。若你有興趣，請參見Kotlin——初級篇（二）：變數、常量、註釋

1.1、定義一個可空型別的變數

定義一個可空型別的變數的格式為：修飾符 變數名 ： 型別? = 值

這裡為了演示，定義變數和定義可空變數的區別，會提到定義變數的程式碼。

例：

// 定義一個不可為空的變數，用var修飾的變數可以被重新賦值，用val修飾的變數則不能，但是不能賦值為null
var a : Int = 12
val b : Int = 13

a = 20
// a = null 不能賦值為null   
// b = 20   不能被重新賦值

if(a == null){
    // 這樣的判斷毫無意義，因為變數a永遠不可能null
}

/*
    定義可空型別的變數,即變數可以被賦值為null
    定義格式為：修飾符 變數名 ： 型別? = 值
*/
var nullA : Int? = 12
val nullB : Int? = 13

nullA = null

if(nullA == null){
    println("nullA = $nullA")
}
複製程式碼

可以看出：變數 nullA 的值為 null

分析：要定義一個可空型別的變數時，即在定義變數的型別後面加上?符號就行了。在使用的時候，記住要判斷該段該變數是否為空，這個操作在Java中經常會用到...，如果定義一個不可為空型別的變數時，則判斷將毫無意義，因為這個變數永遠不會為空。

1.2、判斷可空型別的兩種使用方式

在上面我們提到，可空型別需要判斷在使用，這裡介紹除了if ... else...之外的其他方式

1.2.1、if...else...判斷

例：

var str : String? = "123456"
str = null

if (str == null){
    println("變數str為空")
}else{
    println("str.length => ${str.length}")
}
複製程式碼

輸出結果為：

變數str為空
複製程式碼

1.2.2、使用符號?.判斷

• 該符號的用法為：可空型別變數?.屬性/方法。如果可空型別變數為null時，返回null
• 這種用法大量用於鏈式操作的用法中，能有效避免空引用異常（NullPointException），因為只要鏈式其中的一個為null，則整個表示式都為null

例：

var str : String? = "123456"
str = null

println(str?.length)   // 當變數str為null時，會返回空(null)
複製程式碼

輸出結果為：

null
複製程式碼

1.2.3、鏈式呼叫

?.這種符號去判斷是否為null，在Kotlin中使用的地方是很多，特別是對於鏈式呼叫來說體驗性更好。

例：這裡簡單寫一個建造者模式，來模擬?.在鏈式呼叫中的用法

class Test{

    class Builder{
        private var name : String? = "Tom"
        private var age : Int? = 0
        private var sex : String? = "男"

        fun setName(name : String) : Builder?{
            this.name = name
            return this
        }

        fun setAge(age : Int) : Builder?{
            this.age = age
            return this
        }

        fun setSex(sex: String?) : Builder?{
            this.sex = sex
            return this
        }

        override fun toString(): String {
            return "Builder(name=$name, age=$age, sex=$sex)"
        }
    }
}

fun main(args: Array<String>) {
    val builder : Test.Builder? = Test.Builder().setName("Lily")?.setSex("nv")?.setAge(10)
    println(builder.toString())
}
複製程式碼

輸出結果為：

Builder(name=Lily, age=10, sex=女)
複製程式碼

如果你上面的程式碼看不懂可以看下的程式碼，你可以看下面的例子：頂一個可空型別的字串的長度加5再減去10

val testStr : String? = null
val result = testStr?.length?.plus(5)?.minus(10)
println(result)
複製程式碼

可以看出輸出結果為: null

1.2.4、函式中使用可空型別的情況下

當一個函式/方法有返回值時，如果方法中的程式碼使用?.去返回一個值，那麼方法的返回值的型別後面也要加上?符號

例：

fun funNullMethod() : Int? {
    val str : String? = "123456"
    return str?.length
}
複製程式碼

輸出結果為：

6
複製程式碼

1.2.5、let操作符

• let操作符的作用：當時用符號?.驗證的時候忽略掉null
• let的用法：變數?.let{ ... }

例：排除掉陣列中的空元素

val arrTest : Array<Int?> = arrayOf(1,2,null,3,null,5,6,null)

// 傳統寫法
for (index in arrTest) {
    if (index == null){
        continue
    }
    println("index => $index")
}

// let寫法
for (index in arrTest) {
    index?.let { println("index => $it") }
}
複製程式碼

輸出結果為：

index => 1
index => 2
index => 3
index => 5
index => 6
複製程式碼

注意：上面的兩種寫法的效果是相同的，可以看出使用let{}高階函式減少了好幾行程式碼

Evils操作符

Evils其實不是一個操作符，而是evil的複數，而evil的意思在這裡可以理解為遮蔽、安全的操作符，這樣的操作符有三種：

1. ?: 這個操作符表示在判斷一個可空型別時，會返回一個我們自己設定好的預設值.
2. !! 這個操作符表示在判斷一個可空型別時，會顯示的丟擲空引用異常（NullPointException）.
3. as? 這個操作符表示為安全的型別轉換.

2.1、?:操作符

當我們定義了一個可空型別的變數時，如果該變數不為空，則使用，反之使用另外一個不為空的值

例：

val testStr : String? = null

var length = 0

// 例： 當testStr不為空時，輸出其長度，反之輸出-1

// 傳統寫法
length = if (testStr != null) testStr.length else -1

// ?: 寫法
length = testStr?.length ?: -1

println(length)
複製程式碼

輸出結果為：

-1
複製程式碼

分析：此操作符一般和?.操作符連用。當且僅當?:左邊的表示式為null時，才會執行?:右邊的表示式。

2.2、!!操作符

!!操作符可謂是給愛好空引用異常（NullPointException）的開發者使用，因為在使用一個可空型別變數時，在該變數後面加上!!操作符，會顯示的丟擲NullPointException異常

例：

val testStr : String? = null
println(testStr!!.length)
複製程式碼

輸出結果為：

可以看出，在未做空判斷的情況下直接使用操作符!!的情況下，丟擲了空異常

2.3、as?操作符

其實這裡是指as操作符，表示型別轉換，如果不能正常轉換的情況下使用as?操作符。當使用as操作符的使用不能正常的轉換的情況下會丟擲型別轉換（ClassCastException）異常，而使用as?操作符則會返回null,但是不會丟擲異常

2.3.1、使用as

例：

// 會丟擲ClassCastException異常
val num1 : Int? = "Koltin" as Int
println("nun1 = $num1")
複製程式碼

輸出結果為：

2.3.2、使用as?

例：

val num2 : Int? = "Koltin" as? Int
println("nun2 = $num2)
複製程式碼

輸出結果為：

num2 = null
複製程式碼

參考

Kotlin 空安全
Koltin官網文件

總結

這一章在實際的專案開發當中用到的地方是很多的，如果用好了各種空安全的操作符，估計你的專案中就不會丟擲以及異常了，在這裡我做了一個總結，希望會對各位有所幫助：

• 專案中會丟擲空引用（NullPointerException）異常的情況

  1. 在可空型別變數的使用時，用了!!操作符
  2. 顯式丟擲空引用異常 throw NullPointerException()
  3. 外部 Java 程式碼導致的
  4. 對於初始化，有一些資料不一致(如一個未初始化的 this 用於建構函式的某個地方)

• 專案中會丟擲型別轉換（ClassCastException）異常的情況

  1. 在型別轉換中使用了as操作符
  2. 使用了toXXX()方法不能轉換的情況下
  3. 外部 Java 程式碼導致的

• 儘量避免使用的操作符

  1. 儘可能的不要使用!!操作符，多使用?:、?.操作符，以及let{}函式
  2. 儘可能的使用as?操作符去替換掉as,在不確定是否可以安全轉換的情況下不使用toXXX()方法

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原始碼

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