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Kotlin的空安全處理方式詳解_Android

作者：無糖可樂愛好者 ? 更新時間： 2023-01-05 編程語言

1.Java的空安全處理

在Java中有@NotNull、@Nullable等注解，告訴IDE哪些比那輛是可以為空的，哪些是不可為空的。但是這樣做的效果缺不顯著，原因有兩個：

  • 注解很難在項目中大面積的使用，開發者大都沒有這個習慣，并且在開發過程中還會影響效率；
  • 即使完全使用注解去編碼也不能完全解決NPE的問題。

那么后來在Java8引入了Optional，這種手段的核心思路就是封裝數據， 不再直接使用null。舉個例子，從前我們直接使用 String 類，使用 Optional 以后，我們就得改成 Optional。如果我們要判斷值是否為空，就用 optional.isPresent()

但是Optional有幾個缺點：

  • 代碼復雜度被提高；
  • 降低代碼執行效率，因為聲明類型又被封裝了一層；
  • 普及度不高；

2.Kotlin的空安全思維

1.Kotlin的空安全表示方式

以String為例，在Kotlin中有三種表示方法：

  • String：不可為空的字符串；
  • String? ：可能為空的字符串；
  • String! ：不知道是不是可能為空。

2.Kotlin與Java混編的空安全

老項目大多情況下是Kotlin和Java混合開發的，因此就會出現Kotlin調用Java的情況，那么假如說現在有一個工具類是這樣的：

public class NullJava {
    public static String getMsg(String s) {
        return s + "Kotlin";
    }
    @Nullable
    public static String getNullableString(@Nullable String s) {
        return s + "Kotlin";
    }
    @NotNull
    public static String getNotNullString(@NotNull String s) {
        return "Hello World.";
    }
}

上面的Java代碼返回的是一個String類型的值，方法的定義分別是

  • 參數和返回值沒有定義是否為空；
  • 參數和返回值均可為空；
  • 參數和返回值均不能為空；

Kotlin調用的代碼就要這么寫：

fun test() {
    //				這里不加?就會報出類型不匹配的錯誤
    //					↓
    val nullableMsg: String? = NullJava.getNullableString(null)
    val notNullMsg: String = NullJava.getNotNullString("Hey,")
    val platformMsg1: String? = NullJava.getMsg(null)
    val platformMsg2: String = NullJava.getMsg("Hello")
}

分析上面的代碼：

getNullableString在Java中的定義是參數和返回值可為空的因此要用String?進行定義；

getNotNullString在Java中的定義時參數和返回值均不可為空因此只能用String定義；

getMsg什么注解都沒有，因此它在使用時可以是String也可以是String?，也就是說它就是Kotlin中的String!，但這會帶來NPE的錯誤。

綜合上面的幾種情況我們可以得出以下結論：

  • 如果Java源碼在項目中，在與Kotlin交互時應該在參數和返回值上加上可空注解@Nullable；
  • 如果是第三方的SDK的代碼，在與Kotlin交互時如果SDK沒有可空注解就需要在SDK與業務代碼之間建立一個抽象層，對SDK代碼進行封裝。

3.Kotlin的空安全——非空斷言

Kotlin有一個非空安全的調用語法!!.，這就是非空斷言運算符，它可以將任何值轉化為非空類型，如果這個值為null則拋出NPE異常。具體用法如下：

fun testNPE(msg: String?) {
//           非空斷言
// 			   ↓ 
    val i = msg!!.length
}
fun main() {
    testNPE(null)
}

上面的代碼就會拋出NPE的異常，非空斷言失敗有風險的，因此在使用中要盡可能的不使用它，但是在Java轉Kotlin代碼時還是會出現這個問題，例如下面代碼的轉換

//JAVA
class Test {
    private String name = null;
    void init() {
        name = "";
    }
    void test() {
        if (name != null) {
            int count = name.length();
        }
    }
}
//Kotlin
class Test {
    private var name: String? = null
    fun init() {
        name = ""
    }
    fun test() {
        if (name != null) {
            val count = name!!.length
        }
    }
}

上面的代碼就是將Java代碼直接復制到Kotlin中的轉換結果，這種情況在將Java代碼直接復制到Kotlin中時出現的概率還是比較高的。如果將上面的非空斷言!!刪除則會報錯，致意思是，在這種場景下，Smart Cast 是不可能發生的。

那么為什么不能自動轉換成非空類型呢？因為Smart Cast失效了，即使有判空代碼也免不了還是要繼續使用非空斷言。而Smart Cast的失效是因為這個值可能在做空判斷時會在其他地方被改變。當然避免Smart Cast失效的問題是有解決辦法的：

  • 直接在方法中傳參，將參數傳遞到方法中在做空判斷就可以避免，因為這個值已經無法被其他方法改變了;
  • 利用Kotlin的不可變的特性，將變量的聲明由var改為val；
  • 借助臨時不可變變量；
class JavaConvertExample {
    private var name: String? = null
    fun test() {
//        不可變變量
//            ↓
        val _name = name
        if (_name != null) {
            // 在if當中，只使用_name這個臨時變量
            val count = _name.length
        }
    }
}
  • 借助let函數
class JavaConvertExample {
    private var name: String? = null
    fun test() {
//                      標準函數
//                         ↓
        val count = name?.let { it.length }
    }
}
  • 借助延遲初始化
class JavaConvertExample {
//         稍后初始化             不可空
//            ↓                   ↓
    private lateinit var name: String
    fun init() {
        name = "Tom"
    }
    fun test() {
        if (this::name.isInitialized) {
            val count = name.length
        } else {
            println("Please call init() first!")
        }
    }
}
fun main() {
    val example = JavaConvertExample()
    example.init()
    example.test()
}
  • 使用懶加載委托by lazy 
class JavaConvertExample {
    //         不可變        非空   懶加載委托
    //           ↓           ↓        ↓
    private val name: String by lazy { init() }
    fun init() = "Tom"
    fun test() {
        val count = name.length
    }
}

4.Kotlin的空安全——泛型可空性

泛型在默認情況下是可為空的，但是部分API在調用時卻會產生錯誤，例如下面的代碼：

fun <T> saveSomething(data: T) {
    val set = sortedSetOf<T>()
    set.add(data)
}
fun main() {
    saveSomething(null)
}

上面的代碼中sortedSetof繼承自Java的TreeSet它不能存儲null，因此這里就會出現NPE的錯誤。

代碼的參數是data:T看起來是不可為空的但是傳null卻不會報錯，這是為什么？因為這里的T其實等價于<T: Any?>這就意味著泛型的T是可以接收null作為參數的。那這個問題要如何解決呢，就是限制邊界將Any?修改為Any即可

fun <T> aveSomething(data: T) {}
//    ↑
//	 等價
//    ↓  
fun <T: Any?> aveSomething(data: T) {
}
//修改后
fun <T: Any> aveSomething(data: T) {
}

修改泛型邊界為不可為空之后就可以在傳參時避免傳入null的問題，傳入null時IDE會報出錯誤，這樣就可以在編碼期解決問題。

原文鏈接：https://juejin.cn/post/7171234397318807582

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