Kotlin 空指针检查

可空类型系统

Kotlin利用编译时判空检查的机制几乎杜绝了空指针异常。虽然编译时判空检查的机制有时候会导致代码变得比较难写，但是不用担心，Kotlin提供了一系列的辅助工具，让我们能轻松地处理各种判空情况。

Kotlin将空指针异常的检查提前到了编译时期，如果我们的程序存在空指针异常的风险，那么在编译的时候会直接报错，修正之后才能成功运行，这样就可以保证程序在运行时期不会出现空指针异常了。看到这里，你可能产生了巨大的疑惑，所有的参数和变量都不可为空？这可真是前所未闻的事情，那如果我们的业务逻辑就是需要某个参数或者变量为空该怎么办呢？不用担心，Kotlin提供了另外一套可为空的类型系统，只不过在使用可为空的类型系统时，我们需要在编译时期就将所有潜在的空指针异常都处理掉，否则代码将无法编译通过。那么可为空的类型系统是什么样的呢？很简单，就是在类名的后面加上一个问号。比如，Int表示不可为空的整型，而Int?就表示可为空的整型；String表示不可为空的字符串，而String?就表示可为空的字符串。

fun main() {
    doStudy(null);
}

fun doStudy(study: Study?) {
    if (study != null) {
        study.readBooks()
        study.doHomework()
    }
}

现在代码就可以正常编译通过了，并且还能保证完全不会出现空指针异常。

判空辅助工具

为了在编译时期就处理掉所有的空指针异常，通常需要编写很多额外的检查代码才行。如果每处检查代码都使用if判断语句，则会让代码变得比较啰嗦，而且if判断语句还处理不了全局变量的判空问题。为此，Kotlin专门提供了一系列的辅助工具，使开发者能够更轻松地进行判空处理

?.操作符

这个操作符的作用非常好理解，就是当对象不为空时正常调用相应的方法，当对象为空时则什么都不做。比如以下的判空处理代码：

if (a != null) {
    a.doSomething()
}

这段代码使用?.操作符就可以简化成：

a?.doSomething()　

 了解了?.操作符的作用，下面我们来看一下如何使用这个操作符对doStudy()函数进行优化，代码如下所示：

fun doStudy(study: Study?) {
    study?.readBooks()
    study?.doHomework()
}

?:操作符

这个操作符的左右两边都接收一个表达式，如果左边表达式的结果不为空就返回左边表达式的结果，否则就返回右边表达式的结果。观察如下代码：

val c = if (a ! = null) {
    a
} else {
    b
}

这段代码的逻辑使用?:操作符就可以简化成：

val c = a ?: b

比如现在我们要编写一个函数用来获得一段文本的长度，使用传统的写法就可以这样写：

fun getTextLength(text: String?): Int {
    if (text != null) {
        return text.length
    }
    return 0
}

这段代码看上去也并不复杂，但是我们却可以借助操作符让它变得更加简单，如下所示：

fun getTextLength(text: String?) = text?.length ?: 0

这里将?.和?:操作符结合到了一起使用，首先由于text是可能为空的，因此在调用它的length字段时需要使用?.操作符，而当text为空时，text?.length会返回一个null值，这个时候我们再借助?:操作符让它返回0。

非空断言工具 !!

不过Kotlin的空指针检查机制也并非总是那么智能，有的时候我们可能从逻辑上已经将空指针异常处理了，但是Kotlin的编译器并不知道，这个时候它还是会编译失败。观察如下的代码示例：

var content: String? = "hello"

fun main() {
    if (content != null) {
        printUpperCase()
    }
}

fun printUpperCase() {
    val upperCase = content.toUpperCase()
    println(upperCase)
}

看上去好像逻辑没什么问题，但是很遗憾，这段代码一定是无法运行的。因为printUpperCase()函数并不知道外部已经对content变量进行了非空检查，在调用toUpperCase()方法时，还认为这里存在空指针风险，从而无法编译通过。

在这种情况下，如果我们想要强行通过编译，可以使用非空断言工具，写法是在对象的后面加上!!，如下所示：

fun printUpperCase() {
    val upperCase = content!!.toUpperCase()
    println(upperCase)
}

这是一种有风险的写法，意在告诉Kotlin，我非常确信这里的对象不会为空，所以不用你来帮我做空指针检查了，如果出现问题，你可以直接抛出空指针异常，后果由我自己承担。

辅助工具 let

let既不是操作符，也不是什么关键字，而是一个函数。这个函数提供了函数式API的编程接口，并将原始调用对象作为参数传递到Lambda表达式中。示例代码如下：

obj.let { obj2 ->
    // 编写具体的业务逻辑
}

这里调用了obj对象的let函数，然后Lambda表达式中的代码就会立即执行，并且这个obj对象本身还会作为参数传递到Lambda表达式中。不过，为了防止变量重名，这里我将参数名改成了obj2，但实际上它们是同一个对象，这就是let函数的作用。

let函数的特性配合?.操作符可以在空指针检查的时候起到很大的作用。

fun doStudy(study: Study?) {
    study?.let { stu ->
        stu.readBooks()
        stu.doHomework()
    }
}

?.操作符表示对象为空时什么都不做，对象不为空时就调用let函数，而let函数会将study对象本身作为参数传递到Lambda表达式中，此时的study对象肯定不为空了，我们就能放心地调用它的任意方法了。

当Lambda表达式的参数列表中只有一个参数时，可以不用声明参数名，直接使用it关键字来代替即可，那么代码就可以进一步简化成：

fun doStudy(study: Study?) {
    study?.let {
        it.readBooks()
        it.doHomework()
    }
}

let函数是可以处理全局变量的判空问题的，而if判断语句则无法做到这一点。

var content: String? = "hello"

fun main() {
    if (content != null) {
        printUpperCase()
    }
}

fun printUpperCase() {
    content?.let {
        val upperCase = it.toUpperCase()
        println(upperCase)
    }
}