type: doc layout: reference category: "Syntax"

title: "Null Safety"

Null 安全性

可空（Nullable）和不可空（Non-Null）类型

Kotlin 的类型系统致力于消除空引用异常，又称《上亿美元的错误》。

许多编程语言，包括 Java 中最常见的错误就是访问空引用的成员变量，导致空引用异常。在 Java 中，叫作 NullPointerException 或简称 NPE 。

Kotlin 类型系统的目的就是从我们的代码中消除 NullPointerException 。 NPE 的原因可能是

显式调用 throw NullPointerException()
外部 Java 代码引起
对于初始化，有一些数据不一致 (比如一个还没初始化的 this 用于构造函数的某个地方)

在 Kotlin 中，类型系统是要区分一个引用是否可以是 null{: .keyword } （nullable references）或者不可以，即不可空引用（non-null references）。例如，常见的 String 就不能够为 null{: .keyword }：

var a: String = "abc"
a = null // 编译错误

若是想要允许 null ，我们可以声明一个变量为可空字符串，写作 String? ：

var b: String? = "abc"
b = null // ok

现在，如果你调用 a （译者注：a 是一个不可空类型）的一个方法，它保证不会造成 NPE，这样你就可以放心地使用：

val l = a.length()

但是如果你想调用 b 的一些方法，这将是不安全的，同时编译器会报错：

val l = b.length() // 错误：变量 b 可能为 null

可是我仍然需要调用这些方法，对吧？这里有一些方式可以这么做：

使用条件语句检测是否为 null{: .keyword }

首先，你可以明确地检查 b 是否为 null{: .keyword }，并分别处理两种选择：

val l = if (b != null) b.length() else -1

编译器会跟踪所执行的检查信息，然后允许你在 if{: .keyword } 中调用 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")

需要注意的是其中 b 是不可变的，这仅适用（例如，不可变的局部变量，val{: .keyword } 成员，并且是不可重写的），否则在检查之后它可能它为空导致异常。

安全的调用

你的第二个选择是安全的操作符，写作 ?. ：

b?.length()

如果 b 是非空的，就会返回 b.length() ，否则返回 null{: .keyword }，这个表达式的类型就是 Int?.

安全调用在链式调用的时候十分有用。例如，如果Bob，一个雇员，可被分配给一个部门（或不），这反过来又可以获得 Bob 的部门负责人的名字（如果有的话），我们这么写：

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{: .keyword }。

Elvis 操作符

当我们有一个可以为空的变量 r，我们可以说「如果 r 非空，我们使用它；否则使用某个非空的值：

val l: Int = if (b != null) b.length() else -1

对于完整的 if{: .keyword }-表达式, 可以换成 Elvis 操作符来表达, 写作 ?::

val l = b?.length() ?: -1

如果 ?: 的左边表达式是非空的， elvis 操作符就会返回左边的结果, 否则返回右边的内容。
请注意，仅在左侧为空的时候，右侧表达式才会进行计算。

注意, 因为 throw{: .keyword } 和 return{: .keyword } 在 Kotlin 中都是一种表达式，它们也可以用在 Elvis 操作符的右边。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")
  // ...
}

`!!` 操作符

第三种操作的方式是给 NPE 爱好者的。我们可以写 b!! ，这样就会返回一个不可空的 b 的值（例如：在我们例子中的 String）或者如果 b 是空的，就会抛出 NPE 异常：

val l = b!!.length()

因此，如果你想要一个 NPE，你可以使用它。but you have to ask for it explicitly, and it does not appear out of the blue.

另外， !! 是为了简明，和扩展模拟以前的标准库功能，定义如下：

inline fun <T : Any> T?.sure(): T =
  if (this == null)
    throw NullPointerException()
  else
    this

安全转型

转型的时候，可能会经常出现 ClassCastException。所以，现在可以使用安全转型，当转型不成功的时候，它会返回 null{: .keyword }：

val aInt: Int? = a as? Int

翻译 by drakeet