Null and collections

提供方： JetBrains 学院

我们已经学习了 Kotlin 中的空安全机制。在本主题中，我们将探讨如何处理集合中的空值，集合比其他数据类型更为复杂。我们还将讨论处理可空元素的便捷方法。

集合和可空集合

可空集合和包含可空元素的非空集合本质上是同一枚硬币的两面。此外，我们还需要理解空集合和可空集合之间的区别。让我们来看以下四种情况：

val list = listOf<String>()

var nullableList: List<Int>? = listOf<Int>(1, 2, 4, 6)

val listWithNullableElements: List<Int?> = listOf<Int?>(1, 2, 4, null, null)

var absolutelyNullableList: List<Int?>? = listOf<Int?>(1, 2, 4, null, null)

第一种情况是一个简单的空列表。我们可以像处理普通列表一样处理它，无需担心 NullPointerException 。这个列表是真实的，不包含空值，它只是为空而已。

第二种情况是可空列表：此类列表中的元素不可为空，它们必须是实数整数。但变量 nullableList 可以为 null 。因此，在处理可空列表时，我们必须使用安全调用运算符、检查、Elvis 运算符等。例如：

val list: List<Int> = nullableList? ?: listOf<Int>()

第三种情况，我们有一个包含可空元素的列表。它的类型不可为空，但其中的元素可以为空。

val num: Int = listWithNullableElements[1]? ?: 150

第四种情况，我们将第二种和第三种情况的方法结合起来：

val num: Int = absolutelyNullableList?[1]? ?: 150

基本原则是：如果可以返回空集合，那就比返回 null 和使用可空类型要好。然而，有时我们确实需要处理空集合。例如，如果我们声明一个变量（ var ，而不是 val ），它可以接收值，也可以接收 null 值（它等于“不存在的元素”、“没有答案”或“没有结果”）。

从包含空元素的序列创建非空集合

有时你会遇到包含 null 元素序列，需要用它们创建一个不包含 null 集合。在这种情况下，可以使用特殊函数 listOfNotNull() 和 setOfNotNull() ，它们可以帮助我们删除所有空元素，并默认返回非空类型的只读集合。下面我们来看看它是如何工作的：

val list = listOfNotNull(1, null, 50, 404, 42, null, 42, 404) // [1, 50, 404, 42, 42, 404]
val set = setOfNotNull(1, null, 50, 404, 42, null, 42, 404) // [1, 50, 404, 42]

所有空元素都会从新集合中删除。如果您的元素序列仅包含 null 元素，这些方法将返回一个空集合（但不是 null ！）。请记住，如果您需要可变集合，只需使用 toMutableList() 或 toMutableSet() 进行转换即可。

可空集合的函数

Kotlin 为包含可空元素的集合提供了一些便捷的工具： isNullOrEmpty() 、 getOrNull() 、 firstOrNull() 、 lastOrNull() 和 randomOrNull() 。让我们一起来看看吧！

isNullOrEmpty() 函数在集合为空或等于 null 时返回 true ；在所有其他情况下返回 false 。

val emptySet: Set<Int>? = setOf()
val nullSet: Set<Int>? = null
val set = setOf<Int?>(null, null)

println(emptySet.isNullOrEmpty()) // true because the collection is empty
println(nullSet.isNullOrEmpty()) // true because the collection is equal to null
println(set.isNullOrEmpty()) // false because the collection has two elements with null value

getOrNull() 函数返回列表或数组中的一个元素，但如果该元素不存在，则返回 null （它不适用于 Set ）。

val list = listOf(0, 1, 2)
println(list.getOrNull(2)) // 2
println(list.getOrNull(3)) // null because this list doesn’t have a fourth element and numbering starts with 0

你可能会说可以直接使用 list[3] ，但那样会抛出异常，而 getOrNull() 在任何情况下都会返回一个值。randomOrNull randomOrNull() 函数的工作方式与前者类似：如果集合为空，则返回 null 否则返回一个随机元素。

val list = listOf(0, 1, 2)
val list1 = listOf<Int>()

println(list.randomOrNull()) // returns some element
println(list1.randomOrNull()) // null because the collection is empty

firstOrNull() 和 lastOrNull() 函数允许我们设置特定条件。如果至少存在一个元素满足该条件，它们将返回该元素。

val list = listOf(0, 1, 1, 2, 5, 7, 6)
val num = list.firstOrNull { it > 3 }
val num1 = list.lastOrNull { it == 1 }

最小值和最大值元素可为空

Kotlin 提供了许多便捷的集合比较工具，也适用于可空元素。以下是一些示例：

1. minOrNull() / maxOrNull() – 返回集合中的最大或最小元素，如果集合为空则返回 null 。
2. minByOrNull() / maxByOrNull() – 返回满足条件的第一个最大或最小集合元素，或者 null 。
3. minOfOrNull() / maxOfOrNull() – 返回条件中标记的元素的特征值或 null 。
4. minWithOrNull() / maxWithOrNull() – 返回满足 compareBy {} 块中指定条件的第一个元素或 null 。
5. minOfWithOrNull() / maxOfWithOrNull() – 返回 compareBy {} 块中指定的条件所标记的元素的特征值或 null 。

这里我们只提及这些功能——您可以在“ 集合的聚合操作 ”主题中找到详细信息和示例。

[!warning] Warning
然而，这里有个小问题：所有这些函数都有不带“OrNull”的对应版本。这些对应版本曾经是合法的工具。但在 Kotlin 1.4.0 中，这些对应版本，例如 min() 、 max() 、 minBy() )、 maxBy() ()、 minWith() 和 maxWith() ，被重命名为 minOrNull() 、 maxOrNull() 等等，而原先的版本则被标记为已弃用。不过，在 Kotlin 1.7.0 中，它们作为不可为空的替代方案重新引入，取代了它们各自的“OrNull”对应版本。现在，它们会返回一个集合元素或抛出一个异常。请谨慎使用它们！

结论

我们已经探讨了包含可空元素的集合以及一些便捷的操作方法。以下是几个要点：

1. Kotlin 中有可空集合、包含可空元素的集合和空集合。它们彼此之间各不相同。
2. listOfNotNull() 和 setOfNotNull() 函数允许我们从可为空的数据序列创建非空集合。
3. 我们可以检查集合是否为空，或者是否包含满足某些条件的元素，并确保不会收到异常。
4. 我们可以使用比较函数 maxOrNull() / minOrNull() 等来选择和显示集合元素或其参数。
5. 这些函数有非空的对应函数，它们在 maxOrNull() 等情况下会返回一些值或异常，而不是返回 null

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