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Kotlin——初级篇(六): 可空类型、空安全、非空断言、类型转换等特性总结

在我们熟知的Java中,定义一个变量可以默认不赋值,因为Java的系统会给我们默认赋一个默认值,并且Java可定义一个赋值为null的变量,这样在使用这个变量的时候都会去显示判断该变量是否为null。从代码的简洁性以及代码的阅读性来说,就差了Koltin一筹了,那么Kotlin定义一个变量可为null的变量怎么定义呢?下面针对Kotlin的这些特性,作出一个详细的讲解。

目录

一、可空类型、空安全

在前面的变量、常量中我们已经讲解到了变量的定义。这里不作详述。若你有兴趣,请参见Kotlin——初级篇(二):变量、常量、注释

1.1、定义一个可空类型的变量

定义一个可空类型的变量的格式为:修饰符 变量名 : 类型? = 值

这里为了演示,定义变量和定义可空变量的区别,会提到定义变量的代码。

例:

// 定义一个不可为空的变量,用var修饰的变量可以被重新赋值,用val修饰的变量则不能,但是不能赋值为null
var a : Int = 12
val b : Int = 13

a = 20
// a = null 不能赋值为null   
// b = 20   不能被重新赋值

if(a == null){
    // 这样的判断毫无意义,因为变量a永远不可能null
}

/*
    定义可空类型的变量,即变量可以被赋值为null
    定义格式为:修饰符 变量名 : 类型? = 值
*/
var nullA : Int? = 12
val nullB : Int? = 13

nullA = null

if(nullA == null){
    println("nullA = $nullA")
}
复制代码

可以看出:变量 nullA 的值为 null

分析:要定义一个可空类型的变量时,即在定义变量的类型后面加上?符号就行了。在使用的时候,记住要判断该段该变量是否为空,这个操作在Java中经常会用到...,如果定义一个不可为空类型的变量时,则判断将毫无意义,因为这个变量永远不会为空。

1.2、判断可空类型的两种使用方式

在上面我们提到,可空类型需要判断在使用,这里介绍除了if ... else...之外的其他方式

1.2.1、if...else...判断

例:

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

if (str == null){
    println("变量str为空")
}else{
    println("str.length => ${str.length}")
}
复制代码

输出结果为:

变量str为空
复制代码

1.2.2、使用符号?.判断

  • 该符号的用法为:可空类型变量?.属性/方法。如果可空类型变量为null时,返回null
  • 这种用法大量用于链式操作的用法中,能有效避免空引用异常(NullPointException),因为只要链式其中的一个为null,则整个表达式都为null

例:

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

println(str?.length)   // 当变量str为null时,会返回空(null)
复制代码

输出结果为:

null
复制代码

1.2.3、链式调用

?.这种符号去判断是否为null,在Kotlin中使用的地方是很多,特别是对于链式调用来说体验性更好。

例:这里简单写一个建造者模式,来模拟?.在链式调用中的用法

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())
}
复制代码

输出结果为:

Builder(name=Lily, age=10, sex=女)
复制代码

如果你上面的代码看不懂可以看下的代码,你可以看下面的例子:顶一个可空类型的字符串的长度加5再减去10

val testStr : String? = null
val result = testStr?.length?.plus(5)?.minus(10)
println(result)
复制代码

可以看出输出结果为: null

1.2.4、函数中使用可空类型的情况下

当一个函数/方法有返回值时,如果方法中的代码使用?.去返回一个值,那么方法的返回值的类型后面也要加上?符号

例:

fun funNullMethod() : Int? {
    val str : String? = "123456"
    return str?.length
}
复制代码

输出结果为:

6
复制代码

1.2.5、let操作符

  • let操作符的作用:当时用符号?.验证的时候忽略掉null
  • let的用法:变量?.let{ ... }

例:排除掉数组中的空元素

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

// 传统写法
for (index in arrTest) {
    if (index == null){
        continue
    }
    println("index => $index")
}

// let写法
for (index in arrTest) {
    index?.let { println("index => $it") }
}
复制代码

输出结果为:

index => 1
index => 2
index => 3
index => 5
index => 6
复制代码

注意:上面的两种写法的效果是相同的,可以看出使用let{}高阶函数减少了好几行代码

Elvis操作符

Evils其实不是一个操作符,而是evil的复数,而evil的意思在这里可以理解为屏蔽、安全的操作符,这样的操作符有三种:

  1. ?: 这个操作符表示在判断一个可空类型时,会返回一个我们自己设定好的默认值.
  2. !! 这个操作符表示在判断一个可空类型时,会显示的抛出空引用异常(NullPointException).
  3. as? 这个操作符表示为安全的类型转换.

2.1、?:操作符

当我们定义了一个可空类型的变量时,如果该变量不为空,则使用,反之使用另外一个不为空的值

例:

val testStr : String? = null

var length = 0

// 例: 当testStr不为空时,输出其长度,反之输出-1

// 传统写法
length = if (testStr != null) testStr.length else -1

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

println(length)
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输出结果为:

-1
复制代码

分析:此操作符一般和?.操作符连用。当且仅当?:左边的表达式为null时,才会执行?:右边的表达式。

2.2、!!操作符

!!操作符可谓是给爱好空引用异常(NullPointException)的开发者使用,因为在使用一个可空类型变量时,在该变量后面加上!!操作符,会显示的抛出NullPointException异常

例:

val testStr : String? = null
println(testStr!!.length)
复制代码

输出结果为:

可以看出,在未做空判断的情况下直接使用操作符!!的情况下,抛出了空异常

2.3、as?操作符

其实这里是指as操作符,表示类型转换,如果不能正常转换的情况下使用as?操作符。当使用as操作符的使用不能正常的转换的情况下会抛出类型转换(ClassCastException)异常,而使用as?操作符则会返回null,但是不会抛出异常

2.3.1、使用as

例:

// 会抛出ClassCastException异常
val num1 : Int? = "Koltin" as Int
println("nun1 = $num1")
复制代码

输出结果为:

2.3.2、使用as?

例:

val num2 : Int? = "Koltin" as? Int
println("nun2 = $num2)
复制代码

输出结果为:

num2 = null
复制代码

参考

Kotlin 空安全
Koltin官网文档

总结

这一章在实际的项目开发当中用到的地方是很多的,如果用好了各种空安全的操作符,估计你的项目中就不会抛出以及异常了,在这里我做了一个总结,希望会对各位有所帮助:

  • 项目中会抛出空引用(NullPointerException)异常的情况
    1. 在可空类型变量的使用时,用了!!操作符
    2. 显式抛出空引用异常 throw NullPointerException()
    3. 外部 Java 代码导致的
    4. 对于初始化,有一些数据不一致(如一个未初始化的 this 用于构造函数的某个地方)
  • 项目中会抛出类型转换(ClassCastException)异常的情况
    1. 在类型转换中使用了as操作符
    2. 使用了toXXX()方法不能转换的情况下
    3. 外部 Java 代码导致的
  • 尽量避免使用的操作符
    1. 尽可能的不要使用!!操作符,多使用?:?.操作符,以及let{}函数
    2. 尽可能的使用as?操作符去替换掉as,在不确定是否可以安全转换的情况下不使用toXXX()方法

源代码

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