Kotlin入门(8)空值的判断与处理

上一篇文章介绍了如何对循环语句进行操作，末尾还演示了发现空串时直接继续下一循环，只是在初始化字符串数组时使用了“val poem2Array:Array<String?> = ***”，该表达式不免令人疑惑，为何这里要在String后面加个问号？由此，本文就Kotlin如何判断和处理空值，再做进一步的深入探讨。

以往的开发工作之中，少不了要跟各种异常作斗争，常见的异常种类包括空指针异常NullPointerException、数组越界异常IndexOutOfBoundsException、类型转换异常ClassCastException等等，其中最让人头痛的当数空指针异常，该异常频繁发生却又隐藏很深。调用一个空对象的方法，就会产生空指针异常，可是Java编码的时候编译器不会报错，开发者通常也意识不到问题，只有App运行之时发生闪退，查看崩溃日志才会恍然大悟“原来这里得加上对象非空的判断”。然而，饶是有经验的开发者，尚且摆脱不了如影随形的空指针，何况编程新手呢？问题的症结在于，Java编译器不会检查空值，只能由开发者在代码中增加“if (*** != null)”的判断，但是业务代码里面的方法调用浩如繁星，倘若在每个方法调用之前都加上非空判断，势必大量代码都充满了“if (*** != null)”，这样做的后果不仅降低了代码的可读性，而且给开发者带来不少的额外工作量。

空指针只是狭义上的空值，广义上的空值除了空指针，还包括其它开发者认可的情况。比如说String类型，字符串的长度为0时也可算是空值；如果字符串的内容全部由空格组成，某种意义上也是空值。那么字符串的非空判断，用Java书写的话见下面示例代码：

    if (str!=null && str.length()>0 && str.trim().length()>0) {
        ......
    }

可以看到以上的非空判断语句有点冗长了，因此作为开发者，必须把会被多次调用的代码封装成工具类。既然大家都这么想，Android系统的研发工程师也不例外，所以安卓的SDK已经提供了TextUtils.isEmpty(***)这个公共方法，专门用于校验某个字符串是否为空值。Kotlin的研发人员当然不会放过这点，就像读者在上一篇文章中看到的那样，Kotlin通过isNullOrBlank函数进行空值校验，下面列出Kotlin校验字符串空值的几个方法：
isNullOrEmpty : 为空指针或者字串长度为0时返回true，非空串与可空串均可调用。
isNullOrBlank : 为空指针或者字串长度为0或者全为空格时返回true，非空串与可空串均可调用。
isEmpty : 字串长度为0时返回true，只有非空串可调用。
isBlank : 字串长度为0或者全为空格时返回true，只有非空串可调用。
isNotEmpty : 字串长度大于0时返回true，只有非空串可调用。
isNotBlank : 字串长度大于0且不是全空格串时返回true，只有非空串可调用。

注意到上面的方法有区分非空串与可空串，这是缘于Kotlin引入了空安全的概念，每个类型的对象都分作不可为null和可以为null两种。前面的文章中，正常声明的对象默认都是非空（不可为null），比如下面这个声明字符串变量的代码

    var strNotNull:String = ""

非空对象要么在声明时就赋值，要么在方法调用前赋值；否则未经初始化就调用该对象的方法，Kotlin会像语法错误那样提示这里“Variable *** must be initialized”。至于可以为空的对象，可于声明之时在类型后面加个问号，如同上一篇文章声明可空字符串数组的代码“val poem2Array:Array<String?> = ***”，只声明一个可空字符串对象的代码如下所示：

    var strCanNull:String?

现在有了两个字符串，其中strNotNull为非空串，strCanNull为可空串。按照前面几个字符串空值校验方法的规则，strNotNull允许调用全部六个方法，但strCanNull只允许调用isNullOrEmpty和isNullOrBlank两个方法。因为strCanNull可能为空指针，若去调用一个空指针对象的length方法，毫无疑问会扔出空指针异常，所以Kotlin对可空串增加了编译检查，一旦发现某个可空串调用isEmpty/isBlank/isNotEmpty/isNotBlank，立刻提示此处语法错误“Only *** calls are allowed on a nullable receiver of type String”。

可是上述的几个方法局限于判断字符串是否为空串，如果要求获得字符串的长度，或者调用其它对象类型的方法，仍然要判断空指针。以获取字符串长度为例，下面声明了三个字符串对象，其中strA为非空串，strB和strC都是可空串，不过strB为空而strC实际有值，字符串对象的声明代码如下：

    val strA:String = "非空"
    val strB:String? = null
    val strC:String? = "可空串"

对于strA，因为它是非空串，所以可直接获取length长度属性。对于strB和strC，必须进行非空判断，否则编译器会提示该行代码存在错误。具体的长度获取代码如下所示：

    var length:Int = 0
    btn_length_a.setOnClickListener { length=strA.length; tv_check_result.text="字符串A的长度为$length" }
    btn_length_b.setOnClickListener {
        //length=strB.length //这种写法是不行的，因为strB可能为空，会扔出空指针异常
        length = if (strB!=null) strB.length else -1
        tv_check_result.text="字符串B的长度为$length"
    }
    btn_length_c.setOnClickListener {
        //即使strC实际有值，也必须做非空判断，谁叫它号称可空呢？编译器宁可错杀一千、不可放过一个
        length = if (strC!=null) strC.length else -1
        tv_check_result.text = "字符串C的长度为$length"
    }

以上的if/else虽然已经完成非空判断的功能，可是Kotlin仍旧嫌它太啰嗦，中国人把繁体字简化为简体字，外国人也想办法简化编程语言，中外人士果然所见略同。原本直接获取可空串的length属性会扔出空指针异常，那就加个标记，遇到空指针别扔异常，直接返回空指针就好了，至少避免了处理异常的麻烦事。具体的标记代码如下：

    var length_null:Int?
    btn_question_dot.setOnClickListener {
        //?.表示对象为空时就直接返回null，所以返回值的变量必须被声明为可空类型
        length_null = strB?.length
        tv_check_result.text = "使用?.得到字符串B的长度为$length_null"
    }

从代码中可以看出，这个多出来的标记是个问号，语句“strB?.length”等价于“length_null = if (strB!=null) strB.length else null”。但是，该语句意味着返回值仍然可能为空，如果不想在界面上展示“null”，还得另外判断length_null是否为空；也就是说，这个做法并未实现与原代码完全一致的功能。

没有完成任务，Kotlin当然不会罢休，所以它又引入了一个运算符“?:”，学名叫做“Elvis 操作符”，叫起来有点拗口，读者可以把它当作是Java三元运算符“变量名=条件语句?取值A:取值B”的缩写。引入“?:”的实现代码如下所示：

    btn_question_colon.setOnClickListener {
        //?:表示为空时就返回右边的值，即(x!=null)?x.**:y
        length = strB?.length?: -1
        tv_check_result.text = "使用?:得到字符串B的长度为$length"
    }

这样总该完事了吧？然而执拗的Kotlin攻城狮觉得还是啰嗦，因为经常上一行代码就对strB赋值了，所以此时可以百分百保证strB非空，那又何必浪费口舌呢？于是Kotlin另外引入了运算符“!!”，表示甭管那么多了，前方没有地雷，弟兄们赶紧上！下面是“!!”的运用代码例子：

    btn_exclamation_two.setOnClickListener {
        strB = "排雷完毕"
        length = strB!!.length
        tv_check_result.text = "使用?:得到字符串B的长度为$length"
    }

既然运算符“!!”强行放弃了非空判断，开发者就得自己注意排雷了。否则的话，一旦出现空指针，App运行时依然会抛出异常。以下的演示代码在运行时会扔出空指针异常，故而增加了异常捕获处理：

    btn_exclamation_two.setOnClickListener {
        //!!表示不做非空判断，强制执行后面的表达式，如果对象为空就会扔出空异常
        //所以只有在确保为非空时，才能使用!!
        try {
            //即使返回给可空变量length_null，也会扔出异常
            length = strB!!.length
            tv_check_result.text = "使用!!得到字符串B的长度为$length"
        } catch(e:Exception) {
            tv_check_result.text = "发现空指针异常"
        }
    }

　　

总结一下，Kotlin引入了空安全的概念，并在编译时开展对象是否为空的校验。相关的操作符说明概括如下：
1、声明对象实例时，在类型名称后面加问号，表示该对象可以为空；
2、调用对象方法时，在实例名称后面加问号，表示一旦实例为空就返回null；
3、新引入运算符“?:”，一旦实例为空就返回该运算符右边的表达式；
4、新引入运算符“!!”，通知编译器不做非空校验，运行时一旦发现实例为空就扔出异常；

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