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【Kotlin】空安全总结 ( 变量可空性 | 手动空安全管理 | 空安全调用操作符 | 非空断言操作符 | 空合并操作符 | 空指针异常处理 | 先决条件函数判空 )

2023-09-01 14:41

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一、Kotlin 的空安全机制



Java 中的空指针问题 :

Java 语言 编写的程序中 , 出现最多的崩溃就是 NullPointerException 空指针异常 ,

该异常是 运行时 才爆出的 , 在 代码编写时 以及 编译期 很难提前排查出来 ;


Kotlin 的空安全机制 :

Kotlin 语言 中 , 针对 空指针异常 问题 进行了优化 , 引入了 空安全机制 ,

在代码编写后的 编译期 , 就可以 提前排查出可能出现的空指针异常问题 , 并提前进行处理 ,

这样极大地提高了 Kotlin 程序的 代码健壮性 ;





二、变量可空性



1、默认变量不可赋空值


在 Java 中 , 引用类型的变量 默认为 null 空值 ;

但是在 Kotlin 中 , 变量默认不可为 null 空值 ,

这样所有的 变量 在默认状态下 , 都有一个 默认的实例对象 ,

从而极大的 减少了 空指针异常 出现的概率 ;


代码示例 : 先定义一个 name 变量 , 为其赋值字符串 "Tom" ,

然后再为其赋值 null 空值 ;

fun main() {    var name = "Tom"    name = null}

此时 , 在 IntelliJ IDEA 中 就会提示如下报错信息 :

Null can not be a value of a non-null type String

在这里插入图片描述
这是因为 var name 变量 默认为非空的 ,

在 Kotlin 中 不允许将 默认变量 赋值一个空值 ,

除非 将该变量声明为 可空类型 ;


2、声明可空类型变量


声明可空类型变量 :

如果要声明一个 可空类型的变量 , 必须 声明该变量的具体的类型 ,

并在该类型后添加 ? 标志 , 具体格式如下 :

var 变量名: 变量类型?

代码示例 : 在下面的代码张红 ,

var name 变量声明为了 String? 可空类型 ,

此时就可以为 该变量 赋值 null 值 ;

fun main() {    var name: String? = "Tom"    name = null}

进行了 String? 可空类型声明后 , 在 IntelliJ IDEA 中 , 就不再进行报错了 ;

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三、手动空安全管理



Kotlin 语言中 , 变量类型 分为 可空类型非空类型 ,

默认状态 下 , 变量是 非空类型 的 ,

如果使用 类型? 将变量声明为 可空类型 ,

那么就需要使用 手动安全管理 ;


代码示例 : 在下面的代码中 , 将 name 变量声明为了 String? 可空类型 ,

那么 调用该可空类型变量 成员方法 时 , 就不能直接调用了 ,

必须引入 手动安全管理 ;

fun main() {    var name: String? = "Tom"    name.count()}

上述代码中 , 在调用该变量时 , 就会出现如下报错信息 :

Only safe (?.) or non-null asserted (!!.) calls are allowed on a nullable receiver of type String?

在这里插入图片描述





四、空安全调用操作符 ?



在 Kotlin 语言中 , 调用 可空类型变量 成员 时 ,

可以使用 " 安全调用操作符 " 也就是 ? 进行调用 ,

使用格式如下 :

可空类型变量?.成员

使用了 安全调用操作符 之后 , 在调用变量成员前 , 会自动进行 空值检查 ,

如果该变量为空 , 则会 跳过后面的 成员调用 , 继续执行下一行代码 ;


代码示例 : 在下面的代码中 , 调用 name 变量时 , 使用 ? 安全调用操作符 name?.count() 进行调用 ;

fun main() {    var name: String? = "Tom"    name?.count()}

在这里插入图片描述





五、let 函数结合空安全调用操作符使用



如果想要在 变量 原有基础上 , 继续执行其它操作 , 可以使用 let 标准函数 ;

安全调用操作符 经常与 let 标准函数 一起使用 ;


如 :name?.let{} 方式调用 let 函数 ,

其含义是 如果 name 变量不为空 , 则调用 let 函数 ,

如果 name 变量为空 , 则跳过后面的 let 函数执行 ;


代码示例 : 在下面的代码中 ,

将变量 name 声明为了 可空类型 String? ,

name 变量执行一些 附加操作 时 , 可使用 ?.let{} 方式进行 ,

含义是 , 假如 name 变量不为空 , 则执行 let 函数中的 Lambda 表达式内容 ,

let 函数 返回 匿名函数 最后一行 ,

Lambda 表达式 / 匿名函数 / 闭包 的含义是 ,

如果 name 变量 字符串非空白, 将其转为首字母大写 , 并返回 ,

如果 name 变量 字符串为空白, 设置 Hello 值为返回值 ;

fun main() {    var name: String? = "tom"    name = name?.let {        // let 函数返回 匿名函数 最后一行        if(it.isNotBlank()) {            // 如果字符串非空白, 将其转为首字母大写            it.capitalize()        } else {            // 如果字符串为空白, 设置默认值            "Hello"        }    }    println(name)}

执行结果 :

Tom

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六、非空断言操作符 !!



Kotlin 中的 可空类型 变量 , 在运行时 可以选择 不启用 安全调用 操作 ,

在调用 可空类型 变量 成员 与 方法 时 , 使用 非空断言操作符 !! ,

如果 可空类型 变量为 空 , 则 直接抛出 空指针异常 KotlinNullPointerException ;


代码示例 : 在下面的代码中 , name 变量是 String? 可空类型 ,

变量值为 null ,

如果使用 name?.count() 的方式调用 , 则会先判定 name 是否为空 , 如果为空则该代码不会执行 ,

如果使用 name!!.count() 的方式调用 , 不会判定 name 是否为空 ,

如果 为空 抛出 KotlinNullPointerException 异常 ;

fun main() {    var name: String? = null    println(name!!.count())}

执行结果 :

Exception in thread "main" kotlin.KotlinNullPointerExceptionat HelloKt.main(Hello.kt:3)at HelloKt.main(Hello.kt)

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七、使用 if 语句判空



在 Kotlin 中 , 对于 可空类型 变量的调用 , 除了使用

之外 , 还可以使用 Java 语言中的传统判空方式 ,

if 语句判断 变量 是否为 null ;


空安全调用操作符 ? 与 使用 if 语句判空操作 对比 :

二者的效果是等价的 ;


代码示例 1 : 下面的代码是 使用 if 语句判空 的示例 ;

fun main() {    var name: String? = null    var count: Int? = null    if(name != null) {        count = name.count()    }    println(count)}

执行结果 :

null

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代码示例 2 : 下面的代码 与 代码示例 1 的 效果是等价的 , 显然本代码更加简洁 ;

fun main() {    var name: String? = null    var count: Int? = name?.count()    println(count)}

执行结果 :

null

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八、空合并操作符 ?:



空合并操作符 ?: 用法 :

表达式 A ?: 表达式 B

如果 表达式 A 的值 不为 null , 则 整个表达式的值 就是 表达式 A 的值 ;

如果 表达式 A 的值 为 null , 则 整个表达式的值 就是 表达式 B 的值 ;


代码示例 : 在下面的代码中 ,

name 变量 被声明为 String? 可空类型的变量 , 为其赋值为 null ,

使用 name ?: "name 变量为空" 代码 , 其效果如下 :

空合并操作符 左侧的 name 表达式如果为 null , 则 取 右边的 表达式 作为该表达式最终的值 ,

如果 左侧的 name 表达式 不为 null , 则 取 该 name 变量作为 该表达式最终的值 ;

因此 , 第一次使用 name ?: "name 变量为空" 代码时 , name 为空 , 整个表达式 name ?: "name 变量为空" 返回的是 "name 变量为空" 值 , 打印出来的就是 name 变量为空 内容 ;

之后 为 name 变量赋值 "Tom" 字符串值 , 现在 name 变量不为空 , 使用 name ?: "name 变量为空" 代码返回的是 name 变量的值 , 因此打印出来的就是 Tom 内容 ;

fun main() {    var name: String? = null    println(name ?: "name 变量为空")    name = "Tom"    println(name ?: "name 变量为空")}

执行结果 :

name 变量为空Tom

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九、空合并操作符与 let 函数结合使用



空合并操作符 ?:let 函数 结合使用 , 可以 替代 if .. else .. 语句 ;


代码示例 :

fun main() {    var name: String? = null    name = "tom"    name = name?.let {        it.capitalize()    } ?: "Jerry"    println(name)}

执行结果 :

Tom

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如果 name 变量为 null , 则 ?: 表达式中 , 会选择 ?: 后面的表达式作为最终结果 ;

对应代码如下 :

fun main() {    var name: String? = null    name = name?.let {        it.capitalize()    } ?: "Jerry"    println(name)}

执行结果 :

Jerry

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十、空指针异常处理



在 Kotlin 程序中 , 处理异常 的方式有 :


1、捕获并处理异常


捕获异常代码示例 : 在下面的代码中 ,

name 变量是可空类型变量 , 其初始值为 null ,

使用 非空断言操作符 !! 调用 变量 成员 , 不会进行 空值检查 ,

如果变量为空 , 则直接抛出 kotlin.KotlinNullPointerException 异常 ;

使用 try .. catch .. 代码块 , 可以捕获并处理异常 ;

import java.lang.Exceptionfun main() {    var name: String? = null    // 捕获并处理异常    try {        name!!.count();    } catch (e: Exception) {        println(e)    }}

执行结果 :

kotlin.KotlinNullPointerException

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2、抛出自定义异常


抛出自定义异常代码示例 : 在下面的代码中 ,

声明了自定义 异常类 MyException , 其继承了 KotlinNullPointerException 空指针异常类 ,

在调用 name 变量成员时 , 先调用 checkNull 函数 ,

检查该变量是否为空 ,

使用 str ?: throw MyException() 代码 , 其中 空合并操作符 判定 str 是否为空 ,

如果为空 , 则抛出 MyException 异常 ;

import java.lang.Exceptionfun main() {    var name: String? = null    // 捕获并处理异常    try {        checkNull(name)        name!!.count();    } catch (e: Exception) {        println(e)    }}fun checkNull(str: String?) {    str ?: throw MyException()}class MyException: KotlinNullPointerException("空指针")

执行结果 :

MyException: 空指针




十一、先决条件函数判空




1、先决条件函数概念


在 Kotlin 中提供了一些 内置函数 ,

在这些函数中可以抛出 携带自定义信息的异常 ,

这些函数 就是 " 先决条件函数 " ;


只有满足了 先决条件函数 的 先决条件 , 代码才能继续执行 , 否则就会抛异常 ;


2、先决条件函数原型


常用的先决条件函数如下 :

@kotlin.internal.InlineOnlypublic inline fun <T : Any> checkNotNull(value: T?): T {    contract {        returns() implies (value != null)    }    return checkNotNull(value) { "Required value was null." }}
@kotlin.internal.InlineOnlypublic inline fun require(value: Boolean): Unit {    contract {        returns() implies value    }    require(value) { "Failed requirement." }}
@kotlin.internal.InlineOnlypublic inline fun <T : Any> requireNotNull(value: T?): T {    contract {        returns() implies (value != null)    }    return requireNotNull(value) { "Required value was null." }}
@kotlin.internal.InlineOnlypublic inline fun error(message: Any): Nothing = throw IllegalStateException(message.toString())
@kotlin.internal.InlineOnlypublic inline fun assert(value: Boolean) {    assert(value) { "Assertion failed" }}

3、先决条件函数代码示例


代码示例 : 在执行 name 字符串的 count 函数之前 ,

先使用 checkNotNull(name, {"变量为空"}) 先决条件函数 , 判定 name 是否为空 ,

如果为空 , 抛出带信息的 IllegalStateException 异常 信息 ;

fun main() {    var name: String? = null    // 捕获并处理异常    try {        checkNotNull(name, {"变量为空"})        name!!.count();    } catch (e: Exception) {        println(e)    }}

执行结果 :

java.lang.IllegalStateException: 变量为空

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上述使用的 先决条件函数 checkNotNull 原型 :

@kotlin.internal.InlineOnlypublic inline fun <T : Any> checkNotNull(value: T?, lazyMessage: () -> Any): T {    contract {        returns() implies (value != null)    }    if (value == null) {        val message = lazyMessage()        throw IllegalStateException(message.toString())    } else {        return value    }}

来源地址:https://blog.csdn.net/han1202012/article/details/128607361

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