十、真、假和未定：可空性
在学校里，你学到了对与错的二分法，你可能听说过没有别的了。到目前为止，读完这本书，你已经知道在 Kotlin 中存在一个布尔类型Boolean，它有精确的可能值:true和false。句号。真的吗？
如果你想想现实生活，经验会告诉你一些别的东西。问某人:明天会下雨吗？答案可能是肯定的，也可能是否定的。不过，老实说，没有人有百分之百的把握知道答案。因此我们有真、假、和未定(或未知)。这种三分法被称为三值逻辑(也称为三值逻辑、三值逻辑、或三值逻辑)。为什么我们在这里谈论这个？这不是一本哲学书，是吗？对于类和对象，我们已经指出，计算机程序需要模拟真实世界的场景；因此，我们需要一些在计算机语言中既不是true也不是false的东西。
什么是空值
即使计算机语言开发人员不是真正的健全的哲学家，或者可能只是没有意识到这种三分法，未定从计算机语言历史的一开始就已经存在。只是没人这么叫它。比方说，你需要一个代表列表大小的变量。根据具体情况，大小为零的列表可能是有意义的，出于编码的原因，我们可能需要表明列表尚未定义。我们能做什么？嗯，大小的范围是 0，1，2，3，...，所以我们只取一个通常没有意义的数字，定义这个来代表一个还没有定义的。你能猜出这是什么数字吗？一个可能的答案是1。
有了数组，情况就更加多样化了。通常数组由某个指针变量定义，该变量指向计算机内存中数组的第一个元素。如果我们需要说数组还没有定义，我们使用一个没有意义的指针值。这可能是1，但更实际的是值0。由于技术原因，在内存地址0实际启动一个数组是不可能的，所以未决定的0是一个有效的选择。为了阐明真实内存地址和未确定内存地址之间的区别，表示后者的0只是获得了一个新名称:null。更有趣的是，在面向对象中我们还有指向类实例的指针，这些指针可以是null以及表示未决定的或尚未定义的*。
除了紧接着true和false的第三个伪布尔undecided，我们还有另一个用于数组和对象的undecided。它们之间有什么联系？请看下面的代码片段:
val b:Boolean = ... // some condition
if(b) {
... // do something
} else {
... // do something else
}
这里我们分支讨论是否满足某些条件。由于可以用null来表达它们的对象还没有被定义，在许多情况下你会有一个扩展版本:
val instance = ... // some object
val b:Boolean = ... // some condition
if(instance == null) {
... // do something
} else if(b) {
... // do something else
} else {
... // do something else
}
在这里，我们基于某事是真还是假，以及某事是否未定义来做出决定。现在，如果我们在一种虚构的计算机语言中有第三个布尔值undecided,它可以读作
val b:Boolean = ... // some three-valued condition
ifundecided(b) {
... // do something
} if(b) {
... // do something else
} else {
... // do something else
}
这两个构造，一个虚构的三值布尔和一个null对象引用，表达了相同的代码。这是两个犹豫不决的人相遇的地方。因为在 Kotlin 和我所知道的任何其他语言中，都不存在第三个布尔值，我们必须继续使用null来实现这个目的。
null有一个严重的问题:你还记得解引用操作符.是做什么的吗？它从.的左边取物体，用右边瞄准一个属性或函数。很自然地，对于未决定或null的对象，这种取消引用是没有意义的。不幸的是，许多计算机语言在这里都不太好，如果我们试图取消对null的引用，或者至少中断程序流并指示一个无效的程序流活动，就会崩溃。这种可空性给程序带来了不稳定性，困扰了几代开发人员。但是好处大于问题，所以仅仅避免可空性从来没有被认为是一个真正的选择。
Kotlin 内部如何处理可空性
Kotlin 引入了一些关于可空性的新概念，允许使用可空性，但避免了大多数相关的陷阱。首先，我们注意到默认情况下，Kotlin 不允许null值在你的应用中偷偷摸摸。类似这样的东西
var p:SomeType = ...
...
p = null
任何类型的属性都不允许使用。这同样适用于构造函数和函数调用:
class A(var p:SomeType) ...
A(null) // does not compile
fun f(p:SomeType) { ... }
f(null) // does not compile
有了这样的不可空属性，通过.的解引用将总是成功的。另一方面，如果我们希望一个属性、构造函数参数或函数参数可以为空，我们必须加上一个问号(？)到类型:
var p:SomeType? = ...
p = null // OK
class A(var p:SomeType?) ...
A(null) // OK
fun f(p:SomeType?) { ... }
f(null) // OK
注意
因为您必须添加一些东西来允许可空性，所以 Kotlin 稍微倾向于非可空性。事实上，在很多情况下你可以避免使用null值，如果是这样，你很有可能有一个好的应用设计。
对于这种可空类型，Kotlin 知道通过.property或.function()的解引用可能会失败，并禁止使用它们:
var p:SomeType? = ...
...
p.property // does not compile
p.function() // does not compile
如果值碰巧不是null，那么这也是被禁止的。
那么我们如何使用这样的可空属性呢？答案是我们必须使用 Kotlin 提供的空安全操作符之一。因此，对于解引用.,有一个空安全变量?.,可以用于可空属性:
var p:SomeType? = ...
...
p?.property // OK
p?.function() // OK
不同的是，如果p是null，p?.property本身求值为null，p?.function()中的函数不会被调用，调用也求值为null。
var p:SomeType? = null
val res:TypeOfProperty? = p?.property // -> null
val res2:TypeOfFunct? = p?.function() // -> null
// ... and function() not invoked
另一个被设计成零安全的操作员是埃尔维斯操作员?:。我们已经知道这个了。如果那个不是null，它就评估到它的左边，否则就评估到它的右边。
var p:String? = "Hello"
var s1 = p?:"default" // -> "Hello"
p = null
var s2 = p?:"default" // -> "default"
Kotlin 不能总是知道一个属性是否可以为空。在这种情况下，使用!!操作符可能会有所帮助，它也被称为 not null 断言操作符。它取它的左边，不管它是否能评估为null，都假定它不能是null。如果你的应用需要别人写的程序，你可能偶尔会用到它。对于用其他语言编写并且没有应用 Kotlin 的空检查机制的库来说尤其如此。当然，如果你试图通过使用.取消引用它，而这个值意外地是null，你的应用将会崩溃。尽一切可能避免这种情况，或者知道该怎么做。
警告
使用!!你基本上绕过了 Kotlin 的空检查机制，所以尽量避免它。
var p:String? = ...
// for whatever reason we know that p cannot be null
val len = p!!.length
// valid, because the !! indicates it cannot be null
// If it accidentally _is_ null, we'll crash here.
顺便说一下，如果你应用!!，Kotlin 是相当聪明的。在同一个函数的后续语句中，它记得我们应用了这个断言，并继续假设值不能是null。你可以写作
var p:String? = ...
val len = p!!.length
val intVal = p.toInt()
在这里，最后一个语句只编译，因为在这一行之前的某个地方有!!。*
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