類型檢測與轉換 · Kotin知識點難點歸納總結

# 類型檢測與類型轉換：“is”與“as” [TOC] ## `is` 與 `!is` 操作符我們可以在運行時通過使用 `is` 操作符或其否定形式 `!is` 來檢測對象是否符合給定類型： ```kotlin if (obj is String) { print(obj.length) } if (obj !is String) { // 與 !(obj is String) 相同 print("Not a String") } else { print(obj.length) } ``` ## 智能轉換在許多情況下，不需要在 Kotlin 中使用顯式轉換操作符，因為編譯器跟蹤不可變值的 `is`-檢測以及顯式轉換(不安全的轉換操作符)，并在需要時自動插入（安全的）轉換： ```kotlin fun demo(x: Any) { if (x is String) { print(x.length) // x 自動轉換為字符串 } } ``` 編譯器足夠聰明，能夠知道如果反向檢測導致返回那么該轉換是安全的： ```kotlin if (x !is String) return print(x.length) // x 自動轉換為字符串 ``` 或者在 `&&` 和 `||` 的右側： ```kotlin // `||` 右側的 x 自動轉換為字符串 if (x !is String || x.length == 0) return // `&&` 右側的 x 自動轉換為字符串 if (x is String && x.length > 0) { print(x.length) // x 自動轉換為字符串 } ``` 這些 _智能轉換_ 用于 [*when*-表達式](http://www.kotlincn.net/docs/reference/control-flow.html#when-%E8%A1%A8%E8%BE%BE%E5%BC%8F)和 [*while*-循環 ](http://www.kotlincn.net/docs/reference/control-flow.html#while-%E5%BE%AA%E7%8E%AF) 也一樣： ```kotlin when (x) { is Int -> print(x + 1) is String -> print(x.length + 1) is IntArray -> print(x.sum()) } ``` 請注意，當編譯器不能保證變量在檢測和使用之間不可改變時，智能轉換不能用。更具體地，智能轉換能否適用根據以下規則： * *val* 局部變量——總是可以，[局部委托屬性除外](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*屬性——如果屬性是 private 或 internal，或者該檢測在聲明屬性的同一模塊中執行。智能轉換不適用于 open 的屬性或者具有自定義 getter 的屬性； * *var* 局部變量——如果變量在檢測和使用之間沒有修改、沒有在會修改它的 lambda 中捕獲、并且不是局部委托屬性； * *var*屬性——決不可能（因為該變量可以隨時被其他代碼修改）。 ## “不安全的”轉換操作符通常，如果轉換是不可能的，轉換操作符會拋出一個異常。因此，我們稱之為*不安全的*。Kotlin 中的不安全轉換由中綴操作符 *as*參見[operator precedence](http://www.kotlincn.net/docs/reference/grammar.html#expressions)）完成： ```kotlin val x: String = y as String ``` 請注意，*null*不能轉換為 `String` 因該類型不是[可空的](http://www.kotlincn.net/docs/reference/null-safety.html)，即如果 `y` 為空，上面的代碼會拋出一個異常。為了讓這樣的代碼用于可空值，請在類型轉換的右側使用可空類型： ```kotlin val x: String? = y as String? ``` ## “安全的”（可空）轉換操作符為了避免拋出異常，可以使用*安全*轉換操作符 *as?*{: .keyword }，它可以在失敗時返回 *null*： ```kotlin val x: String? = y as? String ``` 請注意，盡管事實上 *as?*{: .keyword } 的右邊是一個非空類型的 `String`，但是其轉換的結果是可空的。 ## 類型擦除與泛型檢測 Kotlin 在編譯時確保涉及[泛型](http://www.kotlincn.net/docs/reference/generics.html)操作的類型安全性，而在運行時，泛型類型的實例并未帶有關于它們實際類型參數的信息。例如，`List<Foo>` 會被擦除為 `List<*>`。通常，在運行時無法檢測一個實例是否屬于帶有某個類型參數的泛型類型。為此，編譯器會禁止由于類型擦除而無法執行的 *is*{: .keyword } 檢測，例如`ints is List<Int>` 或者 `list is T`（類型參數）。當然，你可以對一個實例檢測[星投影的類型](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) } // 這些項的類型都是 `Any?` } ``` 類似地，當已經讓一個實例的類型參數（在編譯期）靜態檢測，就可以對涉及非泛型部分做 *is*{: .keyword } 檢測或者類型轉換。請注意，在這種情況下，會省略尖括號： ```kotlin fun handleStrings(list: List<String>) { if (list is ArrayList) { // `list` 會智能轉換為 `ArrayList<String>` } } ``` 省略類型參數的這種語法可用于不考慮類型參數的類型轉換：`list as ArrayList`。帶有[具體化的類型參數](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)的內聯函數使其類型實參在每個調用處內聯，這就能夠對類型參數進行 `arg is T` 檢測，但是如果 `arg`自身是一個泛型實例，**其**類型參數還是會被擦除。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>>() // 破壞類型安全！ fun main() { println("stringToSomething = " + stringToSomething) println("stringToInt = " + stringToInt) println("stringToList = " + stringToList) println("stringToStringList = " + stringToStringList) } ``` ## 非受檢類型轉換如上所述，類型擦除使運行時不可能對泛型類型實例的類型實參進行檢測，并且代碼中的泛型可能相互連接不夠緊密，以致于編譯器無法確保類型安全。即便如此，有時候我們有高級的程序邏輯來暗示類型安全。例如： ```kotlin fun readDictionary(file: File): Map<String, *> = file.inputStream().use { TODO("Read a mapping of strings to arbitrary elements.") } // 我們已將存有一些 `Int` 的映射保存到該文件 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> ``` 編譯器會對最后一行的類型轉換產生一個警告。該類型轉換不能在運行時完全檢測，并且不能保證映射中的值是“Int”。為避免未受檢類型轉換，可以重新設計程序結構：在上例中，可以使用具有類型安全實現的不同接口 `DictionaryReader<T>` 與 `DictionaryWriter<T>`。可以引入合理的抽象，將未受檢的類型轉換從調用代碼移動到實現細節中。正確使用[泛型型變](http://www.kotlincn.net/docs/reference/generics.html#%E5%9E%8B%E5%8F%98)也有幫助。對于泛型函數，使用[具體化的類型參數](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)可以使諸如 `arg as T` 這樣的類型轉換受檢，除非 `arg` 對應類型的*自身*類型參數已被擦除。可以通過在產生警告的語句或聲明上用注解 `@Suppress("UNCHECKED_CAST")`[標注](http://www.kotlincn.net/docs/reference/annotations.html#%E6%B3%A8%E8%A7%A3)來禁止未受檢類型轉換警告： ```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 平臺中，[數組類型](http://www.kotlincn.net/docs/reference/basic-types.html#%E6%95%B0%E7%BB%84)（`Array<Foo>`）會保留關于其元素被擦除類型的信息，并且類型轉換為一個數組類型可以部分受檢：元素類型的可空性與類型實參仍然會被擦除。例如，如果 `foo` 是一個保存了任何 `List<*>`（無論可不可空）的數組的話，類型轉換 `foo as Array<List<String>?>` 都會成功。