Kotlin 空类型安全与智能类型转换

一、前言

<font face= 黑体>在 Kotlin 中的类与接口 中我们已经讲了 Kotlin 的 类、接口 和 扩展方法，今天我们来讲 Kotlin 中的 空类型安全 和 智能类型转换。

二、Kotlin 空类型安全

2.1、空类型安全概念

<font face= 黑体>Java 语言中是没有空类型安全这一概念的，所以写 Java 代码经常会出现空指针异常，但是 Kotlin 致力于消除空引用所带来的危险，所以就有了空类型安全概念。

<font face= 黑体>下面这段代码在 Kotlin 中是无法编译通过的，因为 Kotlin 的 String 是不能接受空值的，所以这个赋值操作是不被允许的。

var nonNull: String = "Hello"
nonNull = null  // 不可空类型，不能赋值为 null
// 访问长度的话，不需要空判断
val length = nonNull.length

<font face= 黑体>IDE 报错如下所示：

<font face= 黑体>但是如果我们非得定义一个空值，也是有办法的，Kotlin 为了 100% 兼容 Java，必须得实现接收空值，所以要接收空值可以在定义的时候加一个 ？。

<font face= 黑体>但是这个时候这个变量就可能是空值，所以访问的时候就会比较严格，比如下面代码中的 nullable.length 就会报错，因为可能触发空指针异常。

var nullable: String? = "Hello"
nullable = null  // 可空类型，编译通过
val length = nullable.length // 可能触发空指针，编译保报错

<font face= 黑体>IDE 报错如下所示：

<font face= 黑体>这个时候我们想 nullable.length 不报错可以：

1. <font face= 黑体>当我们确定 nullable 不可能为空的时候，可以将 nullable 强转为不可空类型，如下所示：

   var nullable: String? = "Hello"
   // 不会报错了（自己已经知道了，这个 nullable 不可能为空）
   val length = nullable!!.length 

2. <font face= 黑体>如果我们不确定 nullable 是否为空的时候，可以用 ?. 来实现安全访问，如下所示：

   var nullable: String? = "Hello"
   // 这种情况下如果 nullable 为空的话，那么返回的 length 也是空
   val length = nullable?.length
   // 这时候 length 的类型不是 Int，而是 Int?，所以可以写成下面这样
   val length: Int? = nullable?.length
   // 如果你想 length 的类型是 Int 的话，可以加个默认值，写成下面这样
   val length: Int = nullable?.length ?: 0  // 如果 nullable?.length 为空， 就返回0

2.2、空类型的继承关系

<font face= 黑体>我们知道 Int 是 Number 的子类，所以通过下面的代码我们就可以知道 String 应该是 String? 的子类。

var a: Int = 2
var b: Number = 10.0

a = b // Type mismatch，报错
b = a // OK

var x: String = "Hello"
var y: String? = "World"

x = y // Type mismatch，报错
y = x // OK

2.3、Kotlin 空类型安全回顾

三、Kotlin 智能类型转换

3.1、智能类型转换例子

<font face= 黑体>例子1:

<font face= 黑体>我们先来写一个 Java 的类型转换：

// 定义一个接口
public interface Kotliner {
}

// 定义一个类 Person 实现 Kotliner 接口
public class Person implements Kotliner {
    public final String name;
    public final int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 用子类的实例赋值给接口的引用
        Kotliner kotliner = new Person("Test", 20);
        // 这里已经判断了是不是 Person，但是下面还是要强制类型转换
        if (kotliner instanceof Person) {
            System.out.println(kotliner.name);  // 这样写报错
            System.out.println(((Person) kotliner).name);  // 正确写法
        }
    }
}

<font face= 黑体>同样的代码在 Kotlin 中就可以实现智能类型转换，不需要强制类型转换：

val kotliner: Kotliner = Person("Test", 20)
if (kotliner is Person) {
    println((kotliner as Person).name)  // 不需要强转，可以智能转换，所以下面的写法就可以了
    println(kotliner.name)
}

<font face= 黑体>例子2:

<font face= 黑体>下面这段代码定义了一个 value， 类型是 String?，if 判断其不为空，所以在 if 判断这个括号里面，value 的类型会被智能转换成 String，当然出了括号，value 的类型就又是 String? 了。

var value: String? = null
value = "Test"
if (value != null) {
    // value: String?  ==>  String
    println(value.length)
}
// value: String?
...

3.2、不支持智能类型转换的情况

<font face= 黑体>下面这种情况就不支持智能类型转换，因为这个公共变量很多地方都可以访问，所以我们在判断不为空之后，有可能别的线程又把 tag 改成了空，所以这种情况智能类型转换就失效了。

// 在 main 函数之外定义一个公共变量
var tag: String? = null

fun main() {
    if(tag != null) {
        // 有可能被改成空
        println(tag.length)  // 报错，不支持智能类型转换
    }
}

3.3、几个建议

• <font face= 黑体>尽可能使用 val 来声明不可变引用，让程序的含义更加清晰确定；
• <font face= 黑体>尽可能减少函数对外部变量的访问；
• <font face= 黑体>必要的时候曾创建局部变量指向外部变量，避免因它变化引起程序错误。

3.4、Kotlin 智能类型转换

四、小结

<font face= 黑体>本篇博客主要讲了 Kotlin 中的空类型安全和智能类型转换，下一节我们讲 Kotin 中的表达式。

五、源码

源码 已上传至 github，有需要可以直接下载。