空值安全

Hello world
基本型別
集合
控制流程
函式
類別
空值安全

在 Kotlin 中，可以有 null 值。Kotlin 在某些內容缺失或尚未設定時使用 null 值。 你已經在 集合 章節中看過 Kotlin 返回 null 值的範例，當時你嘗試存取一個在映射 (map) 中不存在的鍵值對 (key-value pair)。儘管這樣使用 null 值很有用，但如果你的程式碼沒有準備好處理它們，你可能會遇到問題。

為了幫助防止程式中出現 null 值問題，Kotlin 引入了空值安全 (null safety)。空值安全在編譯時而非執行時檢測潛在的 null 值問題。

空值安全是多種功能的組合，讓你可以：

• 明確宣告程式中何時允許 null 值。
• 檢查 null 值。
• 使用安全呼叫 (safe calls) 來存取可能包含 null 值的屬性或函式。
• 宣告檢測到 null 值時要採取的動作。

可空型別

Kotlin 支援可空型別 (nullable types)，這允許宣告的型別具有 null 值。預設情況下，型別不允許接受 null 值。可空型別是透過在型別宣告後明確新增 ? 來宣告的。

例如：

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

    // Throws a compiler error
    neverNull = null

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

    // This is OK
    nullable = null

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

    // Throws a compiler error
    inferredNonNull = null

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

    println(strLength(neverNull)) // 18
    println(strLength(nullable))  // Throws a compiler error
}

length 是 String 類別的一個屬性，包含字串中的字元數。

檢查空值

你可以在條件表達式中檢查是否存在 null 值。在以下範例中，describeString() 函式有一個 if 陳述式，它檢查 maybeString 是否不為 null 且其 length 是否大於零：

fun describeString(maybeString: String?): String {
    if (maybeString != null && maybeString.length > 0) {
        return "String of length ${maybeString.length}"
    } else {
        return "Empty or null string"
    }
}

fun main() {
    val nullString: String? = null
    println(describeString(nullString))
    // Empty or null string
}

使用安全呼叫

若要安全地存取可能包含 null 值的物件屬性，請使用安全呼叫運算子 ?.。如果物件或其存取的任何屬性為 null，安全呼叫運算子會返回 null。這在你想避免 null 值引發程式碼錯誤時非常有用。

在以下範例中，lengthString() 函式使用安全呼叫來返回字串的長度或 null：

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

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

安全呼叫可以串聯起來，這樣如果物件的任何屬性包含 null 值，則會返回 null 而不會拋出錯誤。例如：

  person.company?.address?.country

安全呼叫運算子也可用於安全地呼叫延伸函式 (extension function) 或成員函式 (member function)。在這種情況下，函式被呼叫前會執行 null 檢查。如果檢查檢測到 null 值，則呼叫會被跳過並返回 null。

在以下範例中，nullString 為 null，因此對 .uppercase() 的調用被跳過，並返回 null：

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

使用 Elvis 運算子

你可以使用 Elvis 運算子 ?: 來提供一個預設值，以便在檢測到 null 值時返回。

在 Elvis 運算子的左側寫入應檢查 null 值的部分。 在 Elvis 運算子的右側寫入在檢測到 null 值時應返回的部分。

在以下範例中，nullString 為 null，因此存取 length 屬性的安全呼叫會返回 null 值。 結果，Elvis 運算子返回 0：

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

有關 Kotlin 中空值安全的更多資訊，請參閱 空值安全。

練習

練習

你擁有 employeeById 函式，它讓你能夠存取公司員工的資料庫。不幸的是，此函式返回 Employee? 型別的值，因此結果可能為 null。你的目標是編寫一個函式，當提供員工的 id 時返回其薪資，如果資料庫中缺少該員工則返回 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) = // Write your code here

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

範例解答

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) })
}