我們已經學習了 Kotlin 中的空安全（null safety）。在本節中，我們將討論如何處理集合中的空值（null），因為集合比其他數據類型更復雜。我們還將討論如何處理可空元素時常用的便利方法。

集合與空值

可空集合和具有可空元素的非空集合是同一枚硬幣的兩面。此外，我們還需要認識到空集合和可空集合之間的區別。讓我們看看四種情況：

val list = listOf<String>()var nullableList: List<Int>? = listOf<Int>(1, 2, 4, 6)val listWithNullableElements: List<Int?> = listOf<Int?>(1, 2, 4, null, null)var absolutelyNullableList: List<Int?>? = listOf<Int?>(1, 2, 4, null, null)

第一種情況：我們有一個簡單的空列表。我們可以像對待常規列表一樣處理它，并不需要擔心空指針異常（NullPointerException）。這個列表是實際的且非空的，只是為空。

第二種情況：我們有一個可空的列表：這樣的列表中的元素不可為空，必須是實際的整數。但變量 nullableList 本身可以為空。在使用可空列表時，我們需要使用安全調用運算符（?.）、空值合并運算符（?:）等操作，例如：

val list: List<Int> = nullableList ?: listOf<Int>()

第三種情況：我們有一個具有可空元素的列表。該列表的類型是非空的，但其中的元素可以為空。

val num: Int = listWithNullableElements[1] ?: 150

第四種情況：我們結合了第二種和第三種情況：

val num: Int = absolutelyNullableList?.get(1) ?: 150

基本原則是：如果可以返回一個空集合，最好返回空集合，而不是返回 null，避免使用可空類型。然而，有時我們確實需要處理可空集合。例如，如果我們聲明了一個可以接收值或 null 的變量（var 而不是 val），那么 null 就相當于“無元素”，“沒有答案”或“沒有結果”。

從包含空值的序列創建非空集合

有時你會遇到包含空值的元素序列，而你需要使用這些序列創建一個沒有空值的集合。在這種情況下，可以使用特定的函數 listOfNotNull() 和 setOfNotNull()，它們幫助我們刪除所有空值并返回默認的只讀非空集合。讓我們來看一下它是如何工作的：

val list = listOfNotNull(1, null, 50, 404, 42, null, 42, 404) // [1, 50, 404, 42, 42, 404]
val set = setOfNotNull(1, null, 50, 404, 42, null, 42, 404) // [1, 50, 404, 42]

所有空值元素都被從新集合中刪除。如果你的元素序列只有空值，這些方法將返回一個空集合（非空！）。記住，如果你需要一個可變集合，可以通過 toMutableList() 或 toMutableSet() 將其轉換為可變集合。

可空集合的函數

Kotlin 提供了一些方便的工具來處理具有可空元素的集合：isNullOrEmpty()、getOrNull()、firstOrNull()、lastOrNull() 和 randomOrNull()。讓我們來看看它們！

• isNullOrEmpty()：如果集合為空或為 null，則返回 true。否則返回 false。

val emptySet: Set<Int>? = setOf()
val nullSet: Set<Int>? = null
val set = setOf<Int?>(null, null)println(emptySet.isNullOrEmpty()) // true，因為集合為空
println(nullSet.isNullOrEmpty()) // true，因為集合為 null
println(set.isNullOrEmpty()) // false，因為集合中有兩個空值元素

• getOrNull()：返回列表或數組中的一個元素，如果該元素不存在，則返回 null（不能用于 Set）。

val list = listOf(0, 1, 2)
println(list.getOrNull(2)) // 2
println(list.getOrNull(3)) // null，因為這個列表沒有第四個元素，索引從 0 開始

你可以使用 list[3] 代替，但這樣會引發異常，而 getOrNull() 則會在任何情況下返回一個值。

• randomOrNull()：像 getOrNull() 一樣，如果集合為空，它返回 null，否則返回一個隨機元素。

val list = listOf(0, 1, 2)
val list1 = listOf<Int>()println(list.randomOrNull()) // 返回一個元素
println(list1.randomOrNull()) // null，因為集合為空

firstOrNull() 和 lastOrNull()：允許我們設置特定的條件。如果集合中至少有一個元素滿足條件，它們會返回該元素。
區別是：

• firstOrNull() 會返回集合中 第一個滿足條件的元素。如果沒有滿足條件的元素，它會返回 null。

• lastOrNull() 會返回集合中 最后一個滿足條件的元素。如果沒有滿足條件的元素，它也會返回 null。

val list = listOf(0, 1, 1, 2, 5, 7, 6)
val num = list.firstOrNull { it > 3 }
val num1 = list.lastOrNull { it == 1 }

最小值和最大值（可空）

Kotlin 為集合提供了許多方便的比較工具——包括處理可空元素的工具。以下是它們的簡介：

• minOrNull() / maxOrNull()：返回集合中的最大或最小元素，如果集合為空，則返回 null。

• minByOrNull() / maxByOrNull()：返回滿足條件的最大或最小元素，如果沒有符合條件的元素，則返回 null。

• minOfOrNull() / maxOfOrNull()：返回元素特性（如值、大小等）上的最大或最小值，若集合為空則返回 null。

• minWithOrNull() / maxWithOrNull()：返回滿足條件的最大或最小元素，指定了 compareBy {} 塊。

• minOfWithOrNull() / maxOfWithOrNull()：返回符合條件的元素特性上的最大或最小值，指定了 compareBy {} 塊。

我們這里只提到這些函數，詳細的示例和講解可以參考“集合的聚合操作”一節。

有一點需要注意：這些函數都有沒有 “OrNull” 后綴的對應版本。曾幾何時，這些“沒有 OrNull” 的函數是合法的工具。但從 Kotlin 1.4.0 開始，這些函數（如 min()、max()、minBy()、maxBy()、minWith()、maxWith()）被重命名為 minOrNull()、maxOrNull() 等，且老版本的函數已標記為廢棄。到了 Kotlin 1.7.0，這些廢棄的函數重新引入，作為它們各自 “OrNull” 對應版本的非空替代品。這些非空版本返回一個集合元素，或者在集合為空時拋出異常。所以使用時要小心！

結論

我們已經討論了如何處理具有可空元素的集合以及一些便捷的方法。以下是幾個要點：

• Kotlin 中有可空集合、具有可空元素的集合和空集合，它們是不同的。

• listOfNotNull() 和 setOfNotNull() 函數幫助我們從包含空值的序列中創建非空集合。

• 我們可以檢查集合是否為空，或者集合中是否有元素滿足某些條件，確保不會拋出異常。

• 我們可以使用比較函數如 minOrNull()、maxOrNull() 等，選擇并顯示集合元素或其特性。

• 這些函數有對應的非空版本，它們在集合為空時會拋出異常，而不是返回 null。