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导语
假期在学习开源 Kotlin 项目时，对 Kotlin 在空处理方面的机制十分感兴趣，便在 Kotlin 中文站找到了关于 “空安全”(null-safety) 的介绍，看完受益匪浅，遂分享出来。
本文在 原文 基础上做了适当的修改、补充，尽量使得全文更加连贯，以带动读者思考，方便读者理解，若修改之处有任何不妥，还望指正。
一 可空类型与非空类型
Kotlin 的类型系统旨在消除来自代码空引用的危险，许多编程语言（包括 Java）中最常见的陷阱之一是访问空引用的成员，导致空引用异常。在 Java 中， 就是我们熟悉的 NullPointerException ，或简称 NPE。
要知道，在大多数项目的 crash 中，NPE 比率占到了半数以上，毫不夸张。
但是，Kotlin 的类型系统也只能说尽可能避免 NullPointerException，并不是使用 Kotlin 就再也没有 NPE。如果使用 Kotlin 时存在 NPE，可能的原因是：
- 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）。
在 Kotlin 中，其类型系统严格区分一个引用可以容纳 null （可空引用）还是不能容纳（非空引用）。也就是说，一个变量是否可空必须显示声明，对于可空变量，在访问其成员时必须做空处理，否则无法编译通过。
- 当声明一个不可为 null 的 String 类型变量，并赋 null 时，编译无法通过：
var a: String = "abc"
a = null // 编译错误- 如果允许为空，可以声明一个可空字符串，写作
String?：
var b: String? = "abc" //String? 表示该 String 类型变量可为空
b = null // 编译通过那么，Kotlin 的这一类型区分机制，是如何避免 NPE 的呢？继续看。
现在，如果你调用 a 的方法或者访问它的属性，它保证不会导致 NPE，这样你就可以放心地使用：
val aLength = a.length但是如果你想访问 b 的同一个属性，那么这是不安全的，并且编译器会报告一个错误：
val bLength = b.length // 错误：变量 b 可能为空以上就是 Kotlin 中的可空类型与非空类型，如果对于一些基本语法还不了解，可关注后获取学习资源或加群交流。
下面我们继续看本文重点：如何处理 null，以避免 NPE。
二 空处理
对于上文中使用 String?: 声明的变量 b，我们终归还是需要访问其成员，那我们应该怎么做呢？下面介绍几种常用方式。
2.1 在条件中检查 null
首先，你可以显式检查 b 是否为 null，并分别处理两种可能：
val bLength = if (b != null) b.length else -1有 java 基础的我们，不难理解上面的代码。编译器会跟踪所执行检查的信息，并允许你在 if 内部调用 length。 同时，也支持更复杂（更智能）的条件：
if (b != null && b.length > 0) {
print("String of length ${b.length}")
} else {
print("Empty string")
}请注意，这只适用于 b 是不可变的情况（即在检查和使用之间没有修改过的局部变量，或者是有初始值并不可改变的 val 成员），因为否则可能会发生在检查之后 b 又变为 null 的情况。
2.2 安全的调用
你的第二个选择是安全调用操作符，写作 ?.：
val bLength: Int? = b?.length如果 b 非空，就返回 b.length；否则返回 null。注意，这个表达式的类型是 Int?，表示可能为空。
安全调用在链式调用中很有用。例如，如果一个员工 Bob 可能会（或者不会）分配给一个部门， 并且可能有另外一个员工是该部门的负责人，那么获取 Bob 所在部门负责人（如果有的话）的名字，我们写作：
//如此优雅...
bob?.department?.head?.name如果任意一个属性（环节）为空，这个链式调用就会返回 null，而不是出现 NPE。
值得注意的是，如果只想对非空值执行某个操作，安全调用操作符可以与 let 一起使用：
//定义集合常量，存在 null
val listWithNulls: List<String?> = listOf("A", null)
//只对非空值执行输出
for (item in listWithNulls) {
//输出的 it 即为 item
item?.let { println(it) } // 输出 A 并忽略 null
}2.3 Elvis 操作符
当我们有一个可空的引用 b 时，我们可以说 如果 b 非空，我使用它；否则使用某个非空的值 x，使用代码表示就是：
val bLength: Int = if (b != null) b.length else -1除了完整的 if 表达式，这还可以通过 Elvis 操作符表达，写作 ?:：
val bLength = b?.length ?: -1是不是联想到 java 中的三目表达式 : 了？
在这里，如果 ?: 左侧表达式非空，elvis 操作符就调用其左侧表达式，否则调用右侧表达式。
值得注意的是，当且仅当左侧为空时，才会对右侧表达式求值。
由于 throw 和 return 语句在 Kotlin 中都是表达式，所以它们也可以用在 elvis 操作符右侧。这可能会非常方便，例如检查函数参数：
fun foo(node: Node): String? {
val parent = node.getParent() ?: return null
val name = node.getName() ?: throw IllegalArgumentException("name expected")
// ……
}2.4 !! 操作符
第四种选择是为 NPE 爱好者准备的。我们可以写 b!! ，表示 如果 b 非空则返回 b，否则就会抛出一个 NPE 异常：
val bLength = b!!.length因此，如果你想要一个 NPE，你可以通过该方式得到它，但是你必须使用 !! 操作符显式要求它，否则它不会不期而至。
2.5 安全的类型转换
我们都知道，当我们对一个对象进行强转时，若对象不是目标类型，那么就会导致 ClassCastException。此时，我们可以使用安全的类型转换，如果尝试转换不成功则返回 null：
val aInt: Int? = a as? Int等号左侧声明一个可为空的 Int 常量接收右侧的值，而右侧表示：如果 a 是 Int 类型，则返回 a，否则返回 null。
2.6 可空类型的集合
如果你有一个可空类型元素的集合，并且想要过滤非空元素，你可以使用 filterNotNull 来实现。
val nullableList: List<Int?> = listOf(1, 2, null, 4)
val intList: List<Int> = nullableList.filterNotNull()三 总结
以上就是本文全部内容，介绍了 Kotlin 的可空类型与非空类型，以及使用 Kotlin 如何避免 NPE，希望能对你有所帮助。
对于文中内容，若有任何指教或疑问，欢迎留言交流，或关注我的公众号加入 Android 技术交流群，一起探讨。
