空安全

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空安全

在 Kotlin 中，可以存在 null 值。当某些内容缺失或尚未设置时，Kotlin 会使用 null 值。你已经在集合章节中见过 Kotlin 返回 null 值的示例，当时你尝试使用 Map 中不存在的键来访问键值对。尽管以这种方式使用 null 值很有用，但如果你的代码没有准备好处理它们，你可能会遇到问题。

为了帮助防止程序中出现 null 值问题，Kotlin 引入了空安全机制。空安全在编译期而非运行时检测 null 值可能存在的问题。

空安全是一系列特性的组合，它们允许你：

• 显式声明程序中何时允许 null 值。
• 检测 null 值。
• 使用安全调用来访问可能包含 null 值的属性或函数。
• 声明在检测到 null 值时要执行的操作。

可空类型

Kotlin 支持可空类型，这使得声明的类型可以拥有 null 值。默认情况下，类型不允许接受 null 值。可空类型通过在类型声明后显式添加 ? 来声明。

例如：

fun main() {
    // neverNull has String type
    var neverNull: String = "This can't be null"

    // 抛出编译错误
    neverNull = null

    // nullable has nullable String type
    var nullable: String? = "You can keep a null here"

    // 这没问题
    nullable = null

    // By default, null values aren't accepted
    var inferredNonNull = "The compiler assumes non-nullable"

    // 抛出编译错误
    inferredNonNull = null

    // notNull doesn't accept null values
    fun strLength(notNull: String): Int {                 
        return notNull.length
    }

    println(strLength(neverNull)) // 18
    println(strLength(nullable))  // 抛出编译错误
}

length 是 String 类的一个属性，它包含字符串中的字符数量。

检测 null 值

你可以在条件表达式中检测 null 值的存在。在以下示例中，describeString() 函数包含一个 if 语句，它检测 maybeString 是否不为 null 且其 length 是否大于零：

fun describeString(maybeString: String?): String {
    if (maybeString != null && maybeString.length > 0) {
        return "String of length ${maybeString.length}"
    } else {
        return "空字符串或 null 字符串"
    }
}

fun main() {
    val nullString: String? = null
    println(describeString(nullString))
    // 空字符串或 null 字符串
}

使用安全调用

为了安全地访问可能包含 null 值的对象的属性，请使用安全调用操作符 ?.。如果对象或其访问的属性之一为 null，则安全调用操作符会返回 null。这在你希望避免 null 值触发代码中的错误时非常有用。

在以下示例中，lengthString() 函数使用安全调用来返回字符串的长度或 null：

fun lengthString(maybeString: String?): Int? = maybeString?.length

fun main() { 
    val nullString: String? = null
    println(lengthString(nullString))
    // null
}

安全调用可以链式连接，因此如果对象的任何属性包含 null 值，则会返回 null 而不会抛出错误。例如：

  person.company?.address?.country

安全调用操作符还可以用于安全地调用扩展函数或成员函数。在这种情况下，在调用函数之前会执行一次 null 检测。如果检测到 null 值，则跳过调用并返回 null。

在以下示例中，nullString 为 null，因此跳过对 .uppercase() 的调用并返回 null：

fun main() {
    val nullString: String? = null
    println(nullString?.uppercase())
    // null
}

使用 Elvis 操作符

你可以使用 Elvis 操作符 ?: 提供一个默认值，以便在检测到 null 值时返回。

在 Elvis 操作符的左侧写入应检测 null 值的内容。 在 Elvis 操作符的右侧写入在检测到 null 值时应返回的内容。

在以下示例中，nullString 为 null，因此访问 length 属性的安全调用会返回 null 值。结果，Elvis 操作符返回 0：

fun main() {
    val nullString: String? = null
    println(nullString?.length ?: 0)
    // 0
}

有关 Kotlin 中空安全的更多信息，请参见空安全。

实践

练习

你有一个 employeeById 函数，它允许你访问公司员工数据库。不幸的是，这个函数返回 Employee? 类型的值，因此结果可能为 null。你的目标是编写一个函数，在提供员工 id 时返回员工的工资，如果数据库中缺少该员工则返回 0。

data class Employee (val name: String, var salary: Int)

fun employeeById(id: Int) = when(id) {
    1 -> Employee("Mary", 20)
    2 -> null
    3 -> Employee("John", 21)
    4 -> Employee("Ann", 23)
    else -> null
}

fun salaryById(id: Int) = // 在此处编写你的代码

fun main() {
    println((1..5).sumOf { id -> salaryById(id) })
}

示例解决方案

data class Employee (val name: String, var salary: Int)

fun employeeById(id: Int) = when(id) {
    1 -> Employee("Mary", 20)
    2 -> null
    3 -> Employee("John", 21)
    4 -> Employee("Ann", 23)
    else -> null
}

fun salaryById(id: Int) = employeeById(id)?.salary ?: 0

fun main() {
    println((1..5).sumOf { id -> salaryById(id) })
}