在Kotlin中,处理空值,引用或转换它们的惯用方式是什么


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如果我有一个可为null的类型Xyz?,我想引用它或将其转换为不可为null的类型Xyz。Kotlin的惯用方式是什么?

例如,此代码是错误的:

val something: Xyz? = createPossiblyNullXyz()
something.foo() // Error: "Only safe (?.) or non-null asserted (!!.) calls are allowed on a nullable receiver of type Xyz?"

但是,如果我先检查null就是允许的,为什么?

val something: Xyz? = createPossiblyNullXyz()
if (something != null) {
    something.foo() 
}

假设我确定它永远不会,null该如何在不if检查的情况下更改或不对待一个值null?例如,在这里我从映射中检索一个可以保证存在的值,get()而not 的结果null。但是我有一个错误:

val map = mapOf("a" to 65,"b" to 66,"c" to 67)
val something = map.get("a")
something.toLong() // Error: "Only safe (?.) or non-null asserted (!!.) calls are allowed on a nullable receiver of type Int?"

该方法get()认为该项目可能丢失并返回type Int?。因此,强制值类型不可为空的最佳方法是什么?

注意: 这个问题是作者故意写和回答的(“ 自我回答的问题”),因此SO中经常出现Kotlin主题的惯用答案。还要澄清一些针对Kotlin字母的非常古老的答案,这些答案对于当今的Kotlin而言并不准确。

Answers:


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首先,您应该阅读有关Kotlin中的Null Safety的全部内容,其中涵盖了所有案例。

在Kotlin中,您不能访问可为空的值,而不能确定它不是null检查条件中的null),或者断言它肯定不是在null使用!!sure操作符,通过?.安全调用访问它,或者最后给出可能null是使用?:Elvis运算符的默认值。

对于您遇到的第一种情况,您可以根据代码的意图选择选项,可以使用以下选项之一,它们都是惯用的,但结果不同:

val something: Xyz? = createPossiblyNullXyz()

// access it as non-null asserting that with a sure call
val result1 = something!!.foo()

// access it only if it is not null using safe operator, 
// returning null otherwise
val result2 = something?.foo()

// access it only if it is not null using safe operator, 
// otherwise a default value using the elvis operator
val result3 = something?.foo() ?: differentValue

// null check it with `if` expression and then use the value, 
// similar to result3 but for more complex cases harder to do in one expression
val result4 = if (something != null) {
                   something.foo() 
              } else { 
                   ...
                   differentValue 
              }

// null check it with `if` statement doing a different action
if (something != null) { 
    something.foo() 
} else { 
    someOtherAction() 
}

对于“为什么选中null时为什么起作用”,请阅读以下有关智能转换的背景信息。

对于您问题中带有的第二种情况Map,如果您作为开发人员确信结果永远不会存在null,请使用!!sure运算符作为断言:

val map = mapOf("a" to 65,"b" to 66,"c" to 67)
val something = map.get("a")!!
something.toLong() // now valid

或者在另一种情况下,当地图可以返回空值但您可以提供默认值时,Map它本身就有一个getOrElse方法

val map = mapOf("a" to 65,"b" to 66,"c" to 67)
val something = map.getOrElse("z") { 0 } // provide default value in lambda
something.toLong() // now valid

背景资料:

注意: 在下面的示例中,我使用显式类型使行为更清晰。通过类型推断,通常可以省略局部变量和私有成员的类型。

有关!!肯定运算符的更多信息

!!运营商声称,该值不是null或抛出NPE。如果开发人员保证永远不会提供该值,则应使用此方法null。可以认为它是断言,然后是精明的演员表

val possibleXyz: Xyz? = ...
// assert it is not null, but if it is throw an exception:
val surelyXyz: Xyz = possibleXyz!! 
// same thing but access members after the assertion is made:
possibleXyz!!.foo()

阅读更多:!确定运算符


有关null检查和智能投射的更多信息

如果您通过null检查保护对可为空的类型的访问,则编译器将智能地将语句体内的值强制转换为不可为空。有些复杂的流程无法做到这一点,但在通常情况下效果很好。

val possibleXyz: Xyz? = ...
if (possibleXyz != null) {
   // allowed to reference members:
   possiblyXyz.foo()
   // or also assign as non-nullable type:
   val surelyXyz: Xyz = possibleXyz
}

或者,如果您is检查非空类型:

if (possibleXyz is Xyz) {
   // allowed to reference members:
   possiblyXyz.foo()
}

对于也可以强制转换的“何时”表达式也是如此:

when (possibleXyz) {
    null -> doSomething()
    else -> possibleXyz.foo()
}

// or

when (possibleXyz) {
    is Xyz -> possibleXyz.foo()
    is Alpha -> possibleXyz.dominate()
    is Fish -> possibleXyz.swim() 
}

有些事情不允许将null检查智能转换为变量的以后使用。上述用途,例如局部变量决不可在应用程序的流程已经变异,是否val还是var这个变量没有机会变异成null。但是,在编译器无法保证流分析的其他情况下,这将是一个错误:

var nullableInt: Int? = ...

public fun foo() {
    if (nullableInt != null) {
        // Error: "Smart cast to 'kotlin.Int' is impossible, because 'nullableInt' is a mutable property that could have been changed by this time"
        val nonNullableInt: Int = nullableInt
    }
}

变量的生命周期nullableInt不是完全可见的,并且可以从其他线程分配,null因此无法智能地将检查强制转换为不可为空的值。请参阅下面的“安全呼叫”主题以获取解决方法。

不能由智能转换信任而不进行突变的另一种情况是val具有自定义吸气剂的对象的属性。在这种情况下,编译器无法查看更改值的原因,因此您将收到错误消息:

class MyThing {
    val possibleXyz: Xyz? 
        get() { ... }
}

// now when referencing this class...

val thing = MyThing()
if (thing.possibleXyz != null) {
   // error: "Kotlin: Smart cast to 'kotlin.Int' is impossible, because 'p.x' is a property that has open or custom getter"
   thing.possiblyXyz.foo()
}

阅读更多:检查条件是否为空


有关“ ?.安全呼叫”操作员的更多信息

如果左侧的值为null,则安全调用运算符将​​返回null,否则继续评估右侧的表达式。

val possibleXyz: Xyz? = makeMeSomethingButMaybeNullable()
// "answer" will be null if any step of the chain is null
val answer = possibleXyz?.foo()?.goo()?.boo()

另一个要迭代列表但仅在不迭代null且不为空的示例中,安全调用运算符再次派上用场:

val things: List? = makeMeAListOrDont()
things?.forEach {
    // this loops only if not null (due to safe call) nor empty (0 items loop 0 times):
}

在上面的一个例子中,我们进行了if检查,但是有机会另一个线程改变了这个值,因此没有进行智能转换。我们可以更改此示例以使用安全调用运算符以及let用于解决此问题的函数:

var possibleXyz: Xyz? = 1

public fun foo() {
    possibleXyz?.let { value ->
        // only called if not null, and the value is captured by the lambda
        val surelyXyz: Xyz = value
    }
}

了解更多:安全电话


有关?:猫王操作员的更多信息

Elvis运算符允许您在运算符左侧的表达式为时提供一个替代值null

val surelyXyz: Xyz = makeXyzOrNull() ?: DefaultXyz()

它也有一些创造性的用途,例如当某物为时抛出异常null

val currentUser = session.user ?: throw Http401Error("Unauthorized")

或从函数中提前返回:

fun foo(key: String): Int {
   val startingCode: String = codes.findKey(key) ?: return 0
   // ...
   return endingValue
}

了解更多:Elvis Operator


具有相关功能的空运算符

Kotlin stdlib具有一系列功能,可以与上述运算符很好地协同工作。例如:

// use ?.let() to change a not null value, and ?: to provide a default
val something = possibleNull?.let { it.transform() } ?: defaultSomething

// use ?.apply() to operate further on a value that is not null
possibleNull?.apply {
    func1()
    func2()
}

// use .takeIf or .takeUnless to turn a value null if it meets a predicate
val something = name.takeIf { it.isNotBlank() } ?: defaultName

val something = name.takeUnless { it.isBlank() } ?: defaultName

相关话题

在Kotlin中,大多数应用程序都尝试避免使用null值,但并非总是可能的。有时null是很合理的。需要考虑的一些准则:

  • 在某些情况下,它保证了不同的返回类型,包括方法调用的状态和成功的结果。诸如Result之类的库为您提供成功或失败的结果类型,该类型也可以分支您的代码。Kotlin的Promises库(称为Kovenant)以Promise的形式做了同样的事情

  • 对于集合,因为返回类型始终返回空集合而不是返回null,除非您需要第三种状态“不存在”。Kotlin具有辅助功能,例如emptyList()emptySet()创建这些空值。

  • 当使用返回可为空值的方法(您拥有默认值或替代方法)时,请使用Elvis运算符提供默认值。在的情况下Map使用getOrElse(),它允许一个默认值,以生成代替Map方法get(),它返回一个空值。相同的getOrPut()

  • 当从Kotlin不确定Java代码的可空性的Java方法?重写时,如果可以确定签名和功能应该是什么,则可以始终从覆盖中删除可空性。因此,您重写的方法更null安全。与在Kotlin中实现Java接口相同,将可空性更改为您知道的有效内容。

  • 看一下已经可以提供帮助的函数,例如for String?.isNullOrEmpty()String?.isNullOrBlank()可以安全地对可为null的值进行操作的功能,并按照您的期望进行操作。实际上,您可以添加自己的扩展来填补标准库中的所有空白。

  • 断言函数,例如checkNotNull()requireNotNull()在标准库中。

  • 辅助函数,例如filterNotNull()从集合中删除空值,或listOfNotNull()从可能的null值中返回零或单个项目列表。

  • 还有一个安全(可空)的强制转换运算符,它允许将类型转换为非可为零的类型,如果不可能的话,返回null。但是我没有一个有效的用例,而上述其他方法并不能解决这个用例。

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