类型检测与类型转换:“is”与“as”

    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,并在需要时自动插入(安全的)转换:

    1. fun demo(x: Any) {
    2. if (x is String) {
    3. print(x.length) // x 自动转换为字符串
    4. }
    5. }

    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:

    1. if (x !is String) return
    2. print(x.length) // x 自动转换为字符串

    或者在 &&|| 的右侧:

    1. // `||` 右侧的 x 自动转换为字符串
    2. if (x !is String || x.length == 0) return
    3. // `&&` 右侧的 x 自动转换为字符串
    4. if (x is String && x.length > 0) {
    5. print(x.length) // x 自动转换为字符串

    这些 智能转换 用于 when-表达式 和 也一样:

    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
    • val 属性——如果属性是 private 或 internal,或者该检测在声明属性的同一中执行。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)。

    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)完成:

    1. val x: String = y as String

    请注意,null 不能转换为 String 因该类型不是, 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:

    1. 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?,它可以在失败时返回 null

    1. val x: String? = y as? String

    请注意,尽管事实上 as? 的右边是一个非空类型的 String,但是其转换的结果是可空的。

    Kotlin 在编译时确保涉及泛型操作的类型安全性, 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 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:

    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 检测或者类型转换。请注意, 在这种情况下,会省略尖括号:

    1. fun handleStrings(list: List<String>) {
    2. if (list is ArrayList) {
    3. // `list` 会智能转换为 `ArrayList<String>`
    4. }
    5. }

    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,类型参数还是会被擦除。例如:

    1. //sampleStart
    2. inline fun <reified A, reified B> Pair<*, *>.asPairOf(): Pair<A, B>? {
    3. if (first !is A || second !is B) return null
    4. return first as A to second as B
    5. }
    6. val somePair: Pair<Any?, Any?> = "items" to listOf(1, 2, 3)
    7. val stringToInt = somePair.asPairOf<String, Int>()
    8. val stringToList = somePair.asPairOf<String, List<*>>()
    9. //sampleEnd
    10. fun main() {
    11. println("stringToSomething = " + stringToSomething)
    12. println("stringToInt = " + stringToInt)
    13. println("stringToList = " + stringToList)
    14. println("stringToStringList = " + stringToStringList)
    15. }

    非受检类型转换

    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:

    1. fun readDictionary(file: File): Map<String, *> = file.inputStream().use {
    2. TODO("Read a mapping of strings to arbitrary elements.")
    3. }
    4. // 我们已将存有一些 `Int` 的映射保存到该文件
    5. val intsFile = File("ints.dictionary")
    6. // Warning: Unchecked cast: `Map<String, *>` to `Map<String, Int>`
    7. 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>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。 正确使用也有帮助。

    对于泛型函数,使用具体化的类型参数可以使诸如 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") 来禁止未受检类型转换警告:

    IntelliJ IDEA can also automatically generate the @Suppress annotation. Open the intentions menu via the light bulb icon or Alt-Enter, and click the small arrow next to the “Change type arguments” quick-fix. Here, you can select the suppression scope, and your IDE will add the annotation to your file accordingly.

    在 JVM 平台中,数组类型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。