【CSDN 编者按】Kotlin 和 Java 是如何解决 问题？本文作者分享了解决思路。

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作者 | Nicolas Fränkel 责编 | 弯月出品 | CSDN（ID：CSDNnews）

在本文中，我想讨论一下 Kotlin 和 Java 是如何解决 问题的。

可为

相信每一位从事软件开发超过两年的人都听过下面这句话：

我把 引用称为自己的十亿美元错误。它的发明是在 1965 年，那时我用一个面向对象语言（ALGOL W）设计了第一个全面的引用类型系统。我的目的是确保所有引用的使用都是绝对安全的，编译器会自动进行检查。但是我未能抵御住诱惑，加入了 引用，仅仅是因为实现起来非常容易。结果导致了数不清的错误、漏洞和系统崩溃，可能在之后的 40 年中造成了十亿美元的损失。

—— 图灵奖得主 Tony Hoare

背后的基本思想是能够定义一个未初始化的变量。当有人调用这类变量的某个成员时，运行时就会寻找变量的内存地址，结果就是引用失败，因为其后面没有任何东西。

许多编程语言都包含 值，只不过名称不同罢了：

Python 有 None；

JavaScript 有 ；

Java、Scala 和 Kotlin 也有 ；

Ruby 有 nil；

以及其他等等。

有些不允许使用未初始化的值，比如 Rust。

Kotlin 中的 安全性

如上所示，Kotlin 也有 值。只不过， 融入到了类型系统中。在 Kotlin 中，每个类型 X 实际上都有两种类型：

X：不可为 ，类型 X 的任何变量都不可以为 。编译器会确保这一点；

val str: String = 

上述代码无法通过编译。

X?：可以为 。

val str: String? = 

上述代码可以编译。

既然 Kotlin 允许使用 值，为什么支持者们会鼓吹它具有 安全性呢？因为编译器会调用可能为 值（即可为空类型）的成员。

val str: String? = getableString()val int: Int? = str.toIntOr() #1 

#1 无法通过编译。

修复上述代码的方式是，在调用成员之前，先检查变量是否为 ：

val str: String? = getableString()val int: Int? = if (str == )  else str.toIntOr()

这种方法很模式化，Kotlin 提供了 安全的运算符：

val str: String? = getableString()val int: Int? = str?.toIntOr()

Java 中的 安全性

如上，我们讨论了 Kotlin 管理 值的方法，下面我们来看看 Java。

首先，Java 中既没有不可为 的类型，也没有 安全的运算符。因此，每个变量都有可能为 ，而且我们也的确应该如此思考。

MyString str = getMyString(); #1 Integer anInt = ; #2if (str != ) { anInt = str.toIntOr();}

#1 String 没有 toIntOr() 方法，所以我们假设 MyString 是一个包装类型，实际的操作交给 String。

#2 这里必须使用可变引用。

如果将多个调用放在一起，结果更糟，因为每个返回值都有可能为 。为了安全着想，我们需要检查每个方法调用返回的值是否为 。如下代码片段有可能抛出异常 PointerException：

var baz = getFoo().getBar().getBaz();

修复方法如下，但非常繁琐：

var foo = getFoo();var bar = ;var baz = ;if (foo != ) { bar = foo.getBar(); if (bar != ) { baz = bar.getBaz(); }}

出于这个原因，Java 8 引入了 Optional 类型。Optional 是一个包装，负责处理可能为 值的情况。在其他语言中，该类型被称为 Maybe、Option 等。

Java 语言的设计者建议，方法应返回：

如果 X 不可能为 ，则返回类型 X；

如果 X 可能为 ，则返回类型 Optional<X>。

如果我们将上述方法的返回类型改为 Optional，就可以编写出 安全的代码，而且还可以获得不可变性：

final var baz = getFoo().flatMap(Foo::getBar) .flatMap(Bar::getBaz) .orElse();

对于这种方法，我认为核心问题在于，Optional 本身可以为 。Java 语言本身无法确保 Optional 不为 。此外，方法的输入参数不建议使用 Optional。

为了解决这个问题，网上涌现了很多基于注解的库：

然而，不同的库，处理方式也不同：

Spring 会在编译时生成警告消息；

FindBugs 需要专门执行；

Lombok 会生成一段检查 的代码，如果变量无论如何都会为 ，则抛出异常 PointerException。

总结

当 安全性不是一个大问题时，Java 可以被接受。因此，PointerException 异常会频繁发生。唯一安全的解决方案是将每个方法调用包装在 检查中。这种方式很有效，但同时也很模式化，代码也更加难以阅读。

开发人员称赞 Kotlin 带来了 安全性，这是因为该语言的设计中融入了 值处理机制。Java 这方面的处理远不如 Kotlin，因为 Java 语言架构师更加重视向后兼容性，而不是代码安全，这是设计上的决定。但是，作为一名开发人员，从 安全性的角度出发，我认为 Kotlin 是比 Java 更有吸引力的选择。