类型检测与转换 · Kotin知识点难点归纳总结

# 类型检测与类型转换：“is”与“as” [TOC] ## `is` 与 `!is` 操作符我们可以在运行时通过使用 `is` 操作符或其否定形式 `!is` 来检测对象是否符合给定类型： ```kotlin if (obj is String) { print(obj.length) } if (obj !is String) { // 与 !(obj is String) 相同 print("Not a String") } else { print(obj.length) } ``` ## 智能转换在许多情况下，不需要在 Kotlin 中使用显式转换操作符，因为编译器跟踪不可变值的 `is`-检测以及显式转换(不安全的转换操作符)，并在需要时自动插入（安全的）转换： ```kotlin fun demo(x: Any) { if (x is String) { print(x.length) // x 自动转换为字符串 } } ``` 编译器足够聪明，能够知道如果反向检测导致返回那么该转换是安全的： ```kotlin if (x !is String) return print(x.length) // x 自动转换为字符串 ``` 或者在 `&&` 和 `||` 的右侧： ```kotlin // `||` 右侧的 x 自动转换为字符串 if (x !is String || x.length == 0) return // `&&` 右侧的 x 自动转换为字符串 if (x is String && x.length > 0) { print(x.length) // x 自动转换为字符串 } ``` 这些 _智能转换_ 用于 [*when*-表达式](http://www.kotlincn.net/docs/reference/control-flow.html#when-%E8%A1%A8%E8%BE%BE%E5%BC%8F)和 [*while*-循环 ](http://www.kotlincn.net/docs/reference/control-flow.html#while-%E5%BE%AA%E7%8E%AF) 也一样： ```kotlin when (x) { is Int -> print(x + 1) is String -> print(x.length + 1) is IntArray -> print(x.sum()) } ``` 请注意，当编译器不能保证变量在检测和使用之间不可改变时，智能转换不能用。更具体地，智能转换能否适用根据以下规则： * *val* 局部变量——总是可以，[局部委托属性除外](http://www.kotlincn.net/docs/reference/delegated-properties.html#%E5%B1%80%E9%83%A8%E5%A7%94%E6%89%98%E5%B1%9E%E6%80%A7%E8%87%AA-11-%E8%B5%B7)； * *val*属性——如果属性是 private 或 internal，或者该检测在声明属性的同一模块中执行。智能转换不适用于 open 的属性或者具有自定义 getter 的属性； * *var* 局部变量——如果变量在检测和使用之间没有修改、没有在会修改它的 lambda 中捕获、并且不是局部委托属性； * *var*属性——决不可能（因为该变量可以随时被其他代码修改）。 ## “不安全的”转换操作符通常，如果转换是不可能的，转换操作符会抛出一个异常。因此，我们称之为*不安全的*。Kotlin 中的不安全转换由中缀操作符 *as*参见[operator precedence](http://www.kotlincn.net/docs/reference/grammar.html#expressions)）完成： ```kotlin val x: String = y as String ``` 请注意，*null*不能转换为 `String` 因该类型不是[可空的](http://www.kotlincn.net/docs/reference/null-safety.html)，即如果 `y` 为空，上面的代码会抛出一个异常。为了让这样的代码用于可空值，请在类型转换的右侧使用可空类型： ```kotlin val x: String? = y as String? ``` ## “安全的”（可空）转换操作符为了避免抛出异常，可以使用*安全*转换操作符 *as?*{: .keyword }，它可以在失败时返回 *null*： ```kotlin val x: String? = y as? String ``` 请注意，尽管事实上 *as?*{: .keyword } 的右边是一个非空类型的 `String`，但是其转换的结果是可空的。 ## 类型擦除与泛型检测 Kotlin 在编译时确保涉及[泛型](http://www.kotlincn.net/docs/reference/generics.html)操作的类型安全性，而在运行时，泛型类型的实例并未带有关于它们实际类型参数的信息。例如，`List<Foo>` 会被擦除为 `List<*>`。通常，在运行时无法检测一个实例是否属于带有某个类型参数的泛型类型。为此，编译器会禁止由于类型擦除而无法执行的 *is*{: .keyword } 检测，例如`ints is List<Int>` 或者 `list is T`（类型参数）。当然，你可以对一个实例检测[星投影的类型](http://www.kotlincn.net/docs/reference/generics.html#%E6%98%9F%E6%8A%95%E5%BD%B1)： ```kotlin if (something is List<*>) { something.forEach { println(it) } // 这些项的类型都是 `Any?` } ``` 类似地，当已经让一个实例的类型参数（在编译期）静态检测，就可以对涉及非泛型部分做 *is*{: .keyword } 检测或者类型转换。请注意，在这种情况下，会省略尖括号： ```kotlin fun handleStrings(list: List<String>) { if (list is ArrayList) { // `list` 会智能转换为 `ArrayList<String>` } } ``` 省略类型参数的这种语法可用于不考虑类型参数的类型转换：`list as ArrayList`。带有[具体化的类型参数](http://www.kotlincn.net/docs/reference/inline-functions.html#%E5%85%B7%E4%BD%93%E5%8C%96%E7%9A%84%E7%B1%BB%E5%9E%8B%E5%8F%82%E6%95%B0)的内联函数使其类型实参在每个调用处内联，这就能够对类型参数进行 `arg is T` 检测，但是如果 `arg`自身是一个泛型实例，**其**类型参数还是会被擦除。例如： ```kotlin inline fun <reified A, reified B> Pair<*, *>.asPairOf(): Pair<A, B>? { if (first !is A || second !is B) return null return first as A to second as B } val somePair: Pair<Any?, Any?> = "items" to listOf(1, 2, 3) val stringToSomething = somePair.asPairOf<String, Any>() val stringToInt = somePair.asPairOf<String, Int>() val stringToList = somePair.asPairOf<String, List<*>>() val stringToStringList = somePair.asPairOf<String, List<String>>() // 破坏类型安全！ fun main() { println("stringToSomething = " + stringToSomething) println("stringToInt = " + stringToInt) println("stringToList = " + stringToList) println("stringToStringList = " + stringToStringList) } ``` ## 非受检类型转换如上所述，类型擦除使运行时不可能对泛型类型实例的类型实参进行检测，并且代码中的泛型可能相互连接不够紧密，以致于编译器无法确保类型安全。即便如此，有时候我们有高级的程序逻辑来暗示类型安全。例如： ```kotlin fun readDictionary(file: File): Map<String, *> = file.inputStream().use { TODO("Read a mapping of strings to arbitrary elements.") } // 我们已将存有一些 `Int` 的映射保存到该文件 val intsFile = File("ints.dictionary") // Warning: Unchecked cast: `Map<String, *>` to `Map<String, Int>` val intsDictionary: Map<String, Int> = readDictionary(intsFile) as Map<String, Int> ``` 编译器会对最后一行的类型转换产生一个警告。该类型转换不能在运行时完全检测，并且不能保证映射中的值是“Int”。为避免未受检类型转换，可以重新设计程序结构：在上例中，可以使用具有类型安全实现的不同接口 `DictionaryReader<T>` 与 `DictionaryWriter<T>`。可以引入合理的抽象，将未受检的类型转换从调用代码移动到实现细节中。正确使用[泛型型变](http://www.kotlincn.net/docs/reference/generics.html#%E5%9E%8B%E5%8F%98)也有帮助。对于泛型函数，使用[具体化的类型参数](http://www.kotlincn.net/docs/reference/inline-functions.html#%E5%85%B7%E4%BD%93%E5%8C%96%E7%9A%84%E7%B1%BB%E5%9E%8B%E5%8F%82%E6%95%B0)可以使诸如 `arg as T` 这样的类型转换受检，除非 `arg` 对应类型的*自身*类型参数已被擦除。可以通过在产生警告的语句或声明上用注解 `@Suppress("UNCHECKED_CAST")`[标注](http://www.kotlincn.net/docs/reference/annotations.html#%E6%B3%A8%E8%A7%A3)来禁止未受检类型转换警告： ```kotlin inline fun <reified T> List<*>.asListOfType(): List<T>? = if (all { it is T }) @Suppress("UNCHECKED_CAST") this as List<T> else null ``` 在 JVM 平台中，[数组类型](http://www.kotlincn.net/docs/reference/basic-types.html#%E6%95%B0%E7%BB%84)（`Array<Foo>`）会保留关于其元素被擦除类型的信息，并且类型转换为一个数组类型可以部分受检：元素类型的可空性与类型实参仍然会被擦除。例如，如果 `foo` 是一个保存了任何 `List<*>`（无论可不可空）的数组的话，类型转换 `foo as Array<List<String>?>` 都会成功。