【Kotlin 初学者】空安全与异常

一、空安全

1.1 空指针

在Java中,定义一个变量可以默认不赋值,因为Java的系统会给我们默认赋一个默认值,并且Java可定义一个赋值为null的变量,这样在使用这个变量的时候都会去显示判断该变量是否为null。这样导致空指针异常NullPointerException频繁出现,带给了我们很多麻烦。

Kotlin 的类型系统旨在从我们的代码中消除 NullPointerException。

NPE 的唯一可能的原因可能是:

  • 显式调用 throw NullPointerException()
  • 使用了下文描述的 !! 操作符
  • 外部 Java 代码导致的
  • 对于初始化,有一些数据不一致(如一个未初始化的 this 用于构造函数的某个地方)

除非另有规定,变量不可为null值,这样一来,运行时崩溃从根源上得到解决。如下图,报错:变量"name"必须初始化

1.2 可空性(?)

Kotlin区分可空类型和非可空类型,所以,你要一个可空类型变量运行,而它又可能不存在,对于这种潜在危险,编译器时刻警惕着。为了应对这种风险,Kotlin不允许你在可空类型值上调用函数,除非你主动接手安全管理。如下图:

那么完美如何使得变量变为可空类型。

定义一个可空类型的变量的格式为:修饰符 变量名 :类型? = 值

fun main() {
    //可空性
    //数据类型后面加"?",表示可为该数据类型或者为null
    var age :Int? = 15
    age = null//未报错
}
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1.3 安全调用操作符(?.)

  • 可空类型变量?.属性/函数。如果可空类型变量为null时,返回null
  • 能有效避免空引用异常(NullPointException),因为只要链式其中的一个为null,则整个表达式都为null

当使用可用类型调用函数调用函数时必须使用安全调用操作符(?.),否则编译都不通过。

    //安全调用操作符
    println(age?.plus(20))//null
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函数中使用可空类型

当一个函数有返回值时,如果函数中的代码使用 ?. 去返回一个值,那么函数的返回值的类型后面也要加上?符号。

//返回值Int为可空
fun userInfo() : Int? {
    //name 为可空的String类型属性
    var name:String?="Java"
    name=null
    //使用安全调用操作符(?.)
    return name?.length
}
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1.4 let操作符

let的用法:变量?.let{ … }

let操作符的作用:当时用符号?.验证的时候忽略掉null

安全调用允许在可空类型上调用函数,但是如果还想做点额外的事,比如创建新值,或判断不为null就调用其他函数,怎么办?可以使用带let函数的安全调用操作符。你可以在任何类型上调用let函数,它的主要作用是让你在指定的作用域内定义一个或多个变量。

    //let
    var type: String? = "java"
    type = type?.let {
        if (it.isNotBlank()) {
            "$it,非空白字符串"
        }else{
            "Kotlin"
        }
    }
    println(type)
    type = ""//空字符
    type = type?.let {
        if (it.isNotBlank()) {
            "$it,非空白字符串"
        }else{
            "Kotlin"
        }
    }
    println(type)
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1.5 使用非空断言操作符(!!.)

!!. 又称感叹号操作符,当变量值为null时,会抛出NullPointerException

    //非空断言操作符
    type = null
    println(type!!.toString())
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1.6 使用空合并操作符(?:)

?:操作符的意思是,如果左边的求值结果为null,就使用右边的结果值。

    type = null
//    println(type!!.toString())//空指针异常

    println("------------")
    //空合并操作符(?:)
    //当type为空是,运行打印"Kotlin"
    println(type ?: "Kotlin")

    type = "Java"
    //当type 为"Java"是,运行打印"Java"
    println(type ?: "Kotlin")
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使用?:+let代替if/else

    println("---?:+let----")
    type = ""
    type = type?.let { "Kotlin" }?:"Java"
    println(type)
    type = null
    type = type?.let { "Kotlin" }?:"Java"
    println(type)
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1.7 使用类型转换操作符(as)

1.7.1 不安全的转换操作符:as

有时无法转换变量并抛出异常,这称为不安全转换。不安全的强制转换由中缀运算符执行。

可以为空的字符串(String?)不能转换为非null Int类型,这会引发异常。

    var asTest :String? = ""
    //不安全的转换操作符
    println(asTest as Int)
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Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException:

Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: class java.lang.String cannot be cast to class java.lang.Integer (java.lang.String and java.lang.Integer are in module java.base of loader 'bootstrap')
 at com.scc.kotlin.primary.NullKt.main(Null.kt:64)
 at com.scc.kotlin.primary.NullKt.main(Null.kt)
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1.7.8 安全转换操作符:as?

as?安全地转换成一种类型。 如果无法进行转换,则返回null,而不是抛出ClassCastException异常。

咱就在上面的实例基础上修改。

    var asTest :String? = ""
    //不安全的转换操作符 as
//    println(asTest as Int)//ClassCastException
    //安全的转换操作符 as?
    println(asTest as? Int)//null
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二、异常

2.1 概念

异常是程序中发生的运行时问题导致程序终止。这可能是由于内存空间不足,数组越界,条件除以零而发生的。要在程序执行期间处理这种类型的问题,可使用异常处理技术。 异常处理是一种处理运行时问题并维护程序执行流程的技术。 在Kotlin中,所有异常类都是Throwable类的子类。 要抛出异常对象,Kotlin使用throw表达式。

异常处理中使用了四种不同的关键字。它们是:

  • try:try块包含可能生成异常的语句集。必须后跟catch 或 finally或两者。
  • catch:catch块用于捕获try块抛出的异常。
  • finally:finally块始终执行是否处理异常。所以它用于执行重要的代码语句。
  • throw:throw关键字用于显式抛出异常。

Kotlin的异常处理和Java类似。

未经检查的异常

未经检查的异常是由于代码中的错误而引发的异常。此异常类型扩展了RuntimeException类。在运行时检查未经检查的异常。 以下是未经检查的异常的一些示例:

  • ArithmeticException :当将数字除以零时抛出。
  • ArrayIndexOutOfBoundExceptions:尝试使用不正确的索引值访问数组时抛出。
  • SecurityException:由安全管理器抛出以指示安全性违规。
  • NullPointerException:在null对象上调用方法或属性时抛出。

注意:Kotlin不支持已检查异常。

2.2 try...catch块

try-catch块用于代码中的异常处理。 try块包含可能抛出异常的代码,catch块用于处理异常,必须在方法中写入此块。try块必须跟随catch块或finally块或两者。

2.2.1 使用catch块的try语法

fun main() {
    var name: String? = null
    try {
        name!!.plus("is good")//报错:NullPointerException
    } catch (e: NullPointerException) {
        println(e.message)
    }
}
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2.2.2 使用finally块的try语法

    var name: String? = null
    try {
        name!!.plus("is good")//报错:NullPointerException
    } finally {
        println("都结束了")
    }
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2.2.3 try catch语法与finally块

    var name: String? = null
    try {
        name!!.plus("is good")//报错:NullPointerException
    } catch (e: NullPointerException) {
        println(e.message)
    } finally {
        println("都结束了")
    }
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2.3 finally块

finally是这样的块:无论是否处理异常,它总是执行。所以它用于执行重要的代码语句。如下:

如上面代码,已产生异常,但是finally块中的代码还是执行了。

注意:如果程序退出(通过调用exitProcess(Int)或导致进程中止的任何错误),将不执行finally块。

2.4 throw关键字

throw关键字用于抛出显式异常。它用于抛出自定义异常。要抛出异常对象,将使用throw-expression。

fun main() {
    try {
        //第三步:使用
        checkData(name)
        name!!.plus("is good")//报错:NullPointerException
    } catch (e: Exception) {
        println(e.message)
    }
}
//第二步:传入可空String
fun checkData(str:String?){
    //当str为空时,执行ScException()
    str?:throw ScException()
}
//第一步:自定义异常
class ScException():IllegalArgumentException("帅次牌异常")
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2.5 先决条件

Kotlin中提供一些遍历的内置函数,使用这些函数可以自定义信息的异常,这些函数就是先决条件函数。可以用该种函数自定义先决条件,当满足条件时代码才会执行。

函数 描述
checkNotNull 如果参数为null,则抛出IllegalArgumentException异常,否则返回非空值
require 如果参数为false,则抛出IllegalArgumentException异常
requireNotNull 如果参数为null,则抛出IllegalArgumentException异常,否则返回非空值
error 如果参数为null,则抛出IllegalArgumentException异常并输出错误信息,否则返回非空值
assert 如果参数为false,则抛出AssertError异常,并打上断言编译器标记
    try {
        //第三步:使用
        checkData(name)
        name!!.plus("is good")//报错:NullPointerException
    } catch (e: Exception) {
        println(e.message)
    }
}
//第二步:传入可空String
fun checkData(str:String?){
    //当str为空时,执行lambda表达式
    checkNotNull(str,{"帅次牌先决条件异常"})
}
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