Урок 13: Null Safety в Kotlin – операторы ?. !!, NullPointerException (NPE)

Что такое NPE

Exceptions (исключения) описывают проблему, если в программе что-то пошло не так — как правило, их можно увидеть в логах. NullPointerException — ошибка, возникающая при обращении к неинициализированному объекту. Сокращённо — NPE.

Что такое null

null — ключевое слово, обозначающее отсутствие объекта. Программа падает, когда при обращении к переменной в ней оказывается null без какой-либо обработки.

Из-за чего может падать программа

Рассмотрим типичный сценарий. В приложении есть экран с контактами пользователей. Класс Contact содержит поля: Имя, Номер телефона, Место работы. Данные приходят из сети в формате JSON и парсятся в объекты класса Contact.

Если сервер для одного из контактов прислал null в поле «Место работы», а в модели ожидается обычная строка — приложение упадёт с ошибкой NullPointerException. Это классический пример того, почему нужна защита от null.

nullable-типы

В Kotlin существуют nullable-типы — переменные, которые могут хранить либо значение, либо null. В отличие от обычных типов, где null недопустим, nullable-тип явно сигнализирует: «здесь может быть пусто».

Null нельзя присвоить переменной необнуляемого типа — в языке жёсткое разделение между обычными и обнуляемыми типами. Nullable-тип обозначается знаком ? после имени типа:

val nullableString: String? = null
val nonNullableString: String = "some string"

Null также используется при инициализации переменной, если значение должно прийти позже по ходу работы программы.

Оператор безопасного вызова – ?.

При обращении к свойствам или методам nullable-переменной напрямую код не скомпилируется — Kotlin предупреждает о возможном null ещё на этапе разработки:

println(nullableString.length)  // ошибка компиляции

Необходимо использовать оператор безопасного вызова ?.:

println(nullableString?.length)

Оператор проверяет значение слева на null: если оно не null — выполняет код, если null — ничего не происходит (без NPE). По сути это сокращённый if без ветки else. Развёрнутый эквивалент:

if (nullableString != null) {
    println(nullableString.length)
} else {
    println("Переменная хранит null")
}

Тип возвращаемого значения функции readLine() — String?, поэтому переменная для её результата тоже должна быть nullable, и все дальнейшие обращения к ней — безопасными.

Оператор "элвис" – ?:

При использовании оператора ?. результат может быть null, поэтому сохранить его в необнуляемую переменную нельзя:

val length: Int = nullableString?.length  // ошибка

Если по условиям программы null в переменной недопустим, используется оператор «элвис» ?:. Если значение слева равно null, возвращается значение справа:

val length: Int = nullableString?.length ?: 0

Пример с readLine():

val someString: String = readLine() ?: ""

Название оператора происходит от сходства с эмодзи Элвис.

Оператор утверждения "это не null" – !!

Оператор !! преобразует nullable-тип в обычный без какой-либо проверки. Если в переменной окажется null — программа выбросит NullPointerException:

val nullableString: String? = null
val length: Int = nullableString!!.length  // NPE при запуске

В продуктовой разработке !! следует применять крайне осторожно и только там, где есть обоснованная уверенность, что null не придёт — иначе мы сознательно отказываемся от защиты и подвергаем программу риску падения.