尝鲜 Dart 2.7 最新语法之可空与非空类型
Posted 熊喵先生
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了尝鲜 Dart 2.7 最新语法之可空与非空类型相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
从这篇文章开始将进入 Dart 2.7 新特性的世界。我特别想用 Dart 官方一句话来描述 Dart 2.7：
A safer, more expressive Dart.（更安全，更具表现力的 Dart）
因为在 Dart 2.7 添加了对扩展方法的支持，以及一个用于处理带有特殊字符的 characters package（preview）。此外，在 DartPad 中更新了对空安全（preview，类型安全可为可空和非空的类型）支持。
为什么更安全？
如果学过 Java 的编程语言就知道，我们经常会遇到 NPE（NullPointerException）的问题（俗称：空指针运行时异常）。然后学过 Kotlin 也会知道，Kotlin 相比 Java 最大优点之一就是可以极大避免 NPE 的问题，可是有人是否去思考为什么 Kotlin 能够很好解决 NPE 的问题。
其实 Kotlin 能够解决 NPE 的问题，本质是 Kotlin 对它的类型系统做了非空和可空类型的划分。比如定义一个非空的变量，若没有初始化则会静态提示报错，只有选择延迟初始化或者立即初始化报错提示才会消失，那么在使用这个变量的使用就能确保它是初始化过的，所以自然不可能出现空指针问题；比如定义一个可空的变量时，当在使用这个可空变量时，IDE 就会提示你需要对它做判空处理，这样一来自然也就不可能出现空指针问题了。
然而 Dart 的可空与非空类型和 Kotlin 的目的是一样的。因为在 Dart 没可空非空划分之前，Dart 和 Java 是一样：定义一个变量后不立即初始化，编译器不会报错；然后开发者随着后面代码逻辑冗长和复杂，忘记了初始化直接使用这个变量，然而这在编译期也无法检测到，一旦运行时执行就抛出异常。
未加入对 non-nullable 支持的 Dart 版本（目前稳定正式版本）：
运行结果：
加入对 non-nullable 支持的 Dart 版本（目前还是 experimental 中）：
那么通过上面 IDE 编译期静态检查就能很好提醒开发者，在使用 name 变量前需要被初始化。这样以致于不会把异常抛到运行时。
为什么更具表现力？
因为新增了扩展方法的支持，也就意味着可以任意扩展你想要扩展类的方法。何为扩展方法，用一句话概括：它能实现对一个已经存在的类（这个类可能存在于不可修改的库中）扩展新增对应方法，然后在使用的过程中就像是直接调用这个类的成员方法一样。举个例子：
void main()
String lowercase = "ADsfc".toLowerCase();//toLowerCase 是 String 类成员方法，可以直接使用 .toLowerCase() 直接调用
print(lowercase);
int intValue = '200'.toInt();//然而 toInt() 并不是 String 类的成员方法，但是由于它是一个 String 类扩展方法，可以类似成员方法那样调用
print(intValue);
double doubleValue = '3.1415926'.toDouble();//然而 toDouble() 也不是 String 类的成员方法，但是由于它是一个 String 类扩展方法，可以类似成员方法那样调用
print(doubleValue);
//定义一个在 String 类中的扩展
extension ParseNumbers on String
int toInt()
return int.parse(this);
double toDouble()
return double.parse(this);
1. 为什么需要加入 non-nullable 的支持？
加入 non-nullable 的支持，可以更加健全 Dart 的类型系统；从而使得类型系统更加安全，很大避免了类似 Java 中 NPE 问题，在 Dart 上则是对一个 Null 调用方法，会表现是 NoSuchMethodError 的异常。
从 Dart 官方路线来看，Dart 要支持 non-nullable 特性从很早之前就开始了，一直处于计划中，用官方的话说：
由于 Dart 和 Kotlin、C#、Swift 一样也没有原语类型或值类型，因此 non-nullable 可以提供性能上的优势。具体参考：
https://github.com/dart-lang/language/blob/master/accepted/future-releases/nnbd/roadmap.md
2. 加入 non-nullable 后对开发有什么影响？
通过上面介绍我们知道，目前 Dart 版本并没有正式支持 non-nullable，所以在定义一个变量的时候，即使不对它初始化也不会出现静态提示错误。
2.1 当在声明定义变量时，一定要做初始化或者延迟初始化
比如现在的 Dart 你可以这样：
但是加入 non-nullable 后你会得到静态提示错误：
解决方法：
- 声明时立即初始化
- late 关键字实现延迟初始化
所以，总结一下最大影响在于：在加入 non-nullable 的支持后，当在声明定义变量的时候，一定要做初始化或者延迟初始化（一般使用 late 关键字，后面会详细讲解，但是需要注意的是使用 late 延迟初始化，使用该变量前一定要确定在这之前要初始化，否则也会抛出异常）。
2.2 当在声明定义某个变量时，一定要先考虑当前变量是可空还是非空
在声明一个可空类型变量的时候，就需要在使用的时候手动判空处理；声明一个非空变量的时候就会提示是否初始化或延迟初始化。
3. 官方对 non-nullable 支持进度
3.1 GitHub 最新 commit 的进度
其实，官方一直在致力于 non-nullable 特性的支持，通过最近 GitHub 提交的记录就能看出，随便抽取最近的 commit：
3.2 SDK 源码层面
如果对 Dart SDK 源码感兴趣的小伙伴，可以发现官方已经偷偷在造另一个 SDK 了，那就是 sdk_nnbd。
nnbd 全称就是 non-nullable by defalut，也就是这个 SDK 将在后续版本支持可空与非空类型。
注意：随着 nnbd 越来越完善，将采用逐步将 sdk_nnbd 替代 SDK，不妨来看下它们包结构对比，几乎都是一样的。
4. non-nullable 语法新特性介绍
4.1 空类型声明符 ?
在 Dart 中声明可空类型声明符和 Kotlin 是一样的，都是通过 ? 后跟在类型后面。
//kotlin 声明可空类型
class Student
var name: String?//使用 ? 表示可空类型
val age: Int
//dart 声明可空类型
class Student
String? name;//静态检查通过，使用 ? 表示可空类型，String? 则是可空类型 String
int age; //静态检查错误
如果可空类型变量 name，在它使用之前没有被初始化，那么它会被默认初始化为 null。
void main()
String? name;
print(name); // output null
4.2 非空断言 !
有时候我们会遇到一个场景，就是经过判空处理，编译器无法智能分析出是否进行过非空判断，这时候它还是会提示你去进行判空处理，这时候就没必要去再判断一次，你可以使用非空断言 !，强行告诉编译器这是一个不为空的变量。
注意：使用非空断言的变量必须保证确实不为 null，否则会抛出异常。比如下面的例子，编译器是无法推断出已经做了非空判断的：
这时候就可以使用 ! 非空断言，来告诉编译器，在确定逻辑分支内，它是不可能为空的。
注意：Dart 中的非空断言是 ! 单感叹号，而 Kotlin 是 !! 双感叹号。
//dart 非空断言
void main()
String? name;
if (isNotNull(name)) //其实已经做了判空处理，运行实际上是 OK 的，
// 但是编译器无法智能推断是否进行判空，所以还是提示报错
print(name!.length);
else
print(0);
bool isNotNull(String? param)
return param != null;
//Kotlin 非空断言
fun main(args: Array<String>)
var name: String?
if (isNotNull(name))
println(name!!.length)//!! 非空断言
else
println(0)
fun isNotNull(param: String?): Boolean
return param != null
4.3 late 延迟初始化
late 关键字主要用于延迟初始化，从前面知道 Dart 加入 non-nullable 对于非空类型变量需要做初始化，初始化主要分为两种：声明处默认值初始化和延迟初始化。但是并不是所有场景都合适使用声明处默认值初始化，比如下面这个场景：
void main()
late Student student; //对于非内置基本数据类型，一般建议采用 late 延迟初始化，
// 如果开始初始化需要创建一个默认的 Student 对象，这是不妥的。所以这时候 late 延迟初始化就派上用场了。
student = createStudent('mike', 28);
String name = "";//对于内置基本数据类型，如果没有严格延迟初始化，可以采用直接赋默认值初始化，如果有严格延迟初始化，就用 late
double doubleValue = 34.5;
int intValue = 100;
Student createStudent(String name, int age)
return Student(name, age)
class Student
String name;
int age;
Student(this.name, this.age);
注意：late 延迟初始化使用时，当使用这个变量时，一定要确保在使用之前要初始化，否则抛出异常。
注意：Dart 延迟初始化是使用 late 关键字，而在 Kotlin 中则使用 lateinit 关键字。
//dart late 关键字
void main()
late Student student;//dart 使用 late 关键字，可以直接用于顶层函数 main
class Student
String name;
int age;
Student(this.name, this.age);
//kotlin lateinit 关键字
class Test
private lateinit var student: Student//使用 lateinit 进行延迟初始化，
// 但是 Kotlin 不支持在顶层函数中使用 lateinit，而 Dart 可以
init
initStudent()
fun initStudent()
//do logic
data class Student(
val name: String,
val age: Int
)
4.4 late final 用于 final 变量延迟初始化
late final 关键字主要用于常量延迟初始化，和 late 一样都是用于延迟初始化，但是 late final 只能被赋值一次。
late final int number;//声明顶层延迟初始化 final 变量
number = 100;//合法
number = 200;//非法
注意：现在所有顶层变量或静态变量都是延迟初始化，即使没有显示加上 late 关键字。
4.5 required 关键字
最开始 @required 是注解，现在它已经作为内置修饰符。主要用于允许根据需要标记任何命名参数（函数或类），使得它们不为空。因为可选参数中必须有个 required 参数或者该参数有个默认值。
void testFunc(required String param) //required 修饰符
//do logic
//或者命名参数加默认值
void testFunc(String param = 'defalut value') //默认值
//do logic
//或者命名参数为可空类型
void testFunc(String? param)
//do logic
4.6 ?[] 运算符
?[] 主要为了给索引运算符 [] 添加空判断的能力。
void main()
List<int>? numbers = [1, 2, 3];
int? value = list?[0]; //value: 1
4.7 ?.. 级联运算符
级联运算符可以有新的判空运算符 ?..，在它以下级联操作仅在接收者不为 null 时执行。所以 ?.. 必须是级联序列中的第一级运算符：
void main()
Path? path;
path
?..moveTo(3, 4)
..lineTo(4, 3);
(null as List)
?..add(4)
..add(2)
..add(0);
4.8 ?? 运算符（result = expr1 ?? expr2）
?? 运算符表示 ?? 前面表达式值为 null 时，就执行后面表达式，或者可以把后面表达式赋值。如果发现 expr1 为 null，就返回 expr2 的值，否则就返回 expr1 的值，这个类似于 Kotlin 中的 result = expr1 ?: expr2。
main()
var choice = question.choice ?? 'A';
//等价于
var choice2;
if(question.choice == null)
choice2 = 'A';
else
choice2 = question.choice;
4.9 Never 类型
Never 类型类似于在 dart:core 包中先前定义的 Null 类型（注意不是 null），它们都不能被继承（extend）、被实现（implement）、被混合（mixin），所以它们不能被扩展使用。
本质上，Never 意味着不允许任何类型，且不能将 Never 类本身实例化。只不过 Never 作为泛型存在于 List<Never> 中，意味着 List 必须为空集合，然而 List<Null> 表示集合中元素必须都是 null。
final neverList = <Never>[//[] 集合只能为空，里面不能有任何的值，否则会报错
100,//检查报错
null,//检查报错
Never//因为 Never 不是一个值所以，编译期会报错
];
final nullList = <Null> [//[] 集合只能为 null，不能含有非 null 的值，否则会报错
100,//检查报错
null,//检查正常
null//检查正常
]
5. 如何提前尝鲜使用 non-nullable？
由于现在 non-nullable 还是处于 experiment 中，所以很多人不知道如何配置使用。这里给出两个尝鲜教程，可以提前帮助你去学习 non-nullable 语法特性。
5.1 使用 Dart 2.7 的 DartPad 来尝鲜
官方宣称已经在 DartPad、Dart 2.7 版本可以体验 non-nullable，具体的体验地址：
5.2 配置 IDE 支持 non-nullable experiment
是不是用 DartPad 去学习可空和非空总觉得怪怪的，包括从 GitHub、Stack Overflow，有很多小伙伴想尝试在 IDE 中配置支持 non-nullable，可惜他们找了很久都没有找到很好的配置方案。
因为配置支持 non-nullable 还和 Dart SDK 的版本有关。下面我将带大家如何正确配置支持 non-nullable，开始划重点了：
首先，准备一个 2.8 的 dart-sdk，SDK 版本最好是在 2.8.0-dev9.0 之上的版本，我这里就以 2.8.0-dev9.0 版本为 SDK。dart-sdk 下载地址：
选择 Dev channel 下载，选择对应版本和 OS 平台即可。
然后，将下载好的 2.8.0-dev9.0.zip 文件解压到指定目录，打开 IDE（这里以 IntelliJ IDEA 为例），配置 Dart SDK 路径，会自动识别当前 Dart SDK 版本。
然后，用 IDE 新建一个 Dart Command 项目，在 bin 目录再建一个 nnbd.dart 文件，并在文件中定义一个可空类型，未配置 non-nullable 的会直接提示报错。
添加 analysis_options.yaml 文件，来使得 IDE 的静态检查支持 non-nullable 的 experiment 的特性，并在 analysis_options.yaml 添加如下代码：
analyzer:
enable-experiment:
- non-nullable
添加 analysis_options.yaml 文件后，此时 IDE 就不会提示报错，此时应该完成其中一半那就是静态检查可以正常通过。
如果此时直接运行该代码是会抛出异常：
为了解决 Dart VM 运行支持 non-nullable，还需要添加 VM options 参数。所以只需要在 Dart 执行命令中添加 --enable-experiment=non-nullable 即可。
# 直接命令编译
dart --enable-experiment=non-nullable bin/nnbd.dart
为了更好在 IDE 上运行，可以直接在通过 Edit Configuaration 来配置 VM options 参数。
最后，直接可以运行代码，这样就可以直接通过 IDE 来体验 non-nullable 的功能。
6. 总结
到这里，有关 Dart 2.7 第一个新特性可空与非空类型就结束了，可以看到 Dart 官方正在致力于重构划分 Dart 的类型系统。 nnbd_sdk 正在筹建中，慢慢后续可能需要开发者从原来的 SDK 迁移到 nnbd_sdk 中，所以对于我们而言提前掌握它的语法特性很有用。
下一篇我们将进行 Dart 另一个具有表现力的语法新特性：扩展方法。
以上是关于尝鲜 Dart 2.7 最新语法之可空与非空类型的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章