在 Kotlin 中从 Map 获取非空值

1. 概述

在 Kotlin 中，我们可以通过 map[key] 的方式访问 Map 中的值。但该方式返回的是一个可空类型（nullable），这在我们确定值一定非空的情况下会带来不便。

本文将讨论 Kotlin 中 Map 的 get 运算符行为，并探索如何从 Map 中获取非空值。

2. 问题背景

我们先来看一个 Map 的例子：

val inputMap = mapOf(
  1 to "Macbook pro, MacOS",
  2 to "Dell Laptop, Windows10",
  3 to "HP Laptop, Archlinux",
  4 to "Thinkpad Laptop, Ubuntu Linux",
)

这是一个 Map<Int, String>，存储了一些笔记本信息。我们尝试通过 key 获取值并进行判断：

val result = inputMap[3]
assertTrue { result!!.startsWith("HP Laptop") }

这里我们使用了 !! 操作符强制解包，因为 map[key] 返回的是一个可空类型 V?。这是 Kotlin 中 Map 的标准方法：

public operator fun get(key: K): V?

如果我们尝试访问一个不存在的 key，比如：

val nullResult = inputMap[42]
assertNull(nullResult)

它会返回 null。Kotlin 的空安全机制虽然强大，但在我们明确知道 key 一定存在时，频繁使用 !! 会显得啰嗦。

那么，有没有办法让我们在访问 Map 时直接返回非空值呢？我们来看几个解决方案。

3. 使用 getValue() 方法

Kotlin 的 Map 提供了一个 getValue() 方法，用于获取非空值。如果 key 不存在，它会抛出 NoSuchElementException。

我们来看一个测试示例：

val result = inputMap.getValue(3)
assertTrue { result.startsWith("HP Laptop") }

assertThrows<NoSuchElementException> { inputMap.getValue(42) }

这次我们无需使用 !!，因为 getValue() 返回的是非空类型。这在某些场景下非常实用。

但问题在于，getValue() 并不是 map[key] 风格的语法，我们是否可以让 map[key] 也返回非空值呢？

答案是肯定的，我们可以通过重载 get 运算符来实现。

4. 使用匿名对象封装 Map

我们可以通过创建一个匿名对象，并重载其 get 运算符，让其返回非空值：

val laptops = object {
    val theMap = inputMap
    operator fun get(key: Int): String = theMap[key]!!
}

然后进行测试：

val result = laptops[3]
assertTrue { result.startsWith("HP Laptop") }
assertThrows<NullPointerException> { laptops[42] }

✅ 优点：我们实现了 map[key] 返回非空值
❌ 缺点：此时 laptops 的类型是 Any，不再是 Map，无法直接使用 Map 的方法，如 laptops.size 会编译失败

因此，我们需要进一步优化。

5. 创建 NotNullMap 类并委托给 Map

我们可以通过 Kotlin 的委托模式创建一个 NotNullMap 类，让它实现 Map 接口并重载 get 运算符：

class NotNullMap<K, V>(private val map: Map<K, V>) : Map<K, V> by map {
    override operator fun get(key: K): V {
        return map[key]!! // 如果 key 不存在，抛出 NullPointerException
    }
}

使用方式如下：

val laptops = NotNullMap(inputMap)
assertTrue { laptops[3].startsWith("HP Laptop") }
assertThrows<NullPointerException> { laptops[42] }

✅ 优点：

保留了 Map 的所有方法
map[key] 返回非空值
可以直接使用 size、keys 等 Map 属性

为了更方便地初始化 NotNullMap，我们可以提供一个工厂函数：

fun <K, V> notNullMapOf(vararg pairs: Pair<K, V>) = NotNullMap(mapOf(*pairs))

使用方式：

val personHobbies = notNullMapOf(
  "Tom" to setOf("Reading", "hiking"),
  "Jackson" to setOf("Reading", "Football"),
  "Anna" to setOf("Singing", "Tennis")
)

assertEquals(2, personHobbies["Tom"].size)
assertThrows<NullPointerException> { personHobbies["Shirley"] }

这个方案已经非常接近我们理想的状态了。

6. 小结

本文我们探讨了如何从 Map 中获取非空值的几种方式：

方法	是否返回非空	是否保留 Map 接口	是否支持 `map[key]`	抛出异常类型
`map[key]`	❌	✅	✅	返回 `null`
`getValue()`	✅	✅	❌	`NoSuchElementException`
匿名对象封装	✅	❌	✅	`NullPointerException`
`NotNullMap` + 委托	✅	✅	✅	`NullPointerException`

最终推荐使用 NotNullMap + 委托 + 工厂函数 的方式，既保留了 Map 的功能，又支持了非空访问的语法。

完整示例代码已上传至 GitHub。

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