對於Java程式設計師來說,null是令人頭痛的東西。時常會受到空指針異常(NPE)的騷擾。連Java的發明者都承認這是他的巨大失誤。 Java為什麼要保留null呢? null出現有一段時間了,我認為Java發明者知道null與它解決的問題相比帶來了更多的麻煩,但是null仍然陪伴著Java。
我越發感到驚奇,因為java的設計原理是為了簡化事情,那就是為什麼沒有浪費時間在指針、操作符重載、多繼承實現的原因,null卻與此正好相反。好吧,我真的不知道這個問題的答案,我知道的是不管null被Java開發者和開源社群如何批評,我們必須與null共同存在。與其為null的存在感到後悔,我們倒不如更好的學習null,確保正確使用null。
為什麼在Java中需要學習null?因為如果你對null不注意,Java將使你遭受空指標異常的痛苦,並且你也會得到一個沉痛的教訓。精力充沛的程式設計是一門藝術,你的團隊、客戶和使用者將會更加欣賞你。以我的經驗來看,導致空指標異常的一個最主要的原因是對Java中null的知識還不夠。你們當中的很多已經對null很熟悉了,但是對那些不是很熟悉的來說,可以學到一些關於null老的和新的知識。讓我們一起重新學習Java中null的一些重要知識吧。
Java中的Null是什麼?
正如我說過的那樣,null是Java中一個很重要的概念。 null設計初衷是為了表示一些缺少的東西,例如缺少的使用者、資源或其他東西。但是,一年後,令人頭痛的空指針異常給Java程式設計師帶來不少的騷擾。在這份資料中,我們將學習到Java中null關鍵字的基本細節,並且探索一些技術來盡可能的減少null的檢查以及如何避免噁心的空指針異常。
1)首先,null是Java中的關鍵字,像public、static、final。它是大小寫敏感的,你不能將null寫成Null或NULL,編譯器將不能識別它們然後報錯。
Object obj = NULL; // Not Ok Object obj1 = null //Ok
使用其他語言的程式設計師可能會有這個問題,但是現在IDE的使用已經使得這個問題變得微不足道。現在,當你敲到程式碼的時候,IDE像Eclipse、Netbeans可以修正這個錯誤。但使用其他工具像notepad、Vim、Emacs,這個問題會浪費你寶貴時間的。
2)就像每個原始型別都有預設值一樣,如int預設值為0,boolean的預設值為false,null是任何引用型別的預設值,不嚴格的說是所有object類型的預設值。就像你創建了一個布林類型的變量,它將false作為自己的預設值,Java中的任何引用變數都將null作為預設值。這對所有變數都是適用的,例如成員變數、局部變數、實例變數、靜態變數(但當你使用一個沒有初始化的局部變量,編譯器會警告你)。為了證明這個事實,你可以透過建立一個變數然後列印它的值來觀察這個引用變量,如下圖程式碼所示:
private static Object myObj; public static void main(String args[]){ System.out.println("What is value of myObjc : " + myObj); }
What is value of myObjc : null
這對靜態和非靜態的object來說都是正確的。就像你在這裡看到的這樣,我將myObj定義為靜態引用,所以我可以在主方法直接使用它。注意主方法是靜態方法,不可使用非靜態變數。
3)我們要澄清一些誤解,null既不是物件也不是一種類型,它僅是一種特殊的值,你可以將其賦予任何引用類型,你也可以將null轉換成任何類型,來看下面的程式碼:
String str = null; // null can be assigned to String Integer itr = null; // you can assign null to Integer also Double dbl = null; // null can also be assigned to Double String myStr = (String) null; // null can be type cast to String Integer myItr = (Integer) null; // it can also be type casted to Integer Double myDbl = (Double) null; // yes it's possible, no error
你可以看到在編譯和運行時期,將null強制轉換成任何引用類型都是可行的,在運行時期都不會拋出空指標異常。
4)null可以賦值給引用變量,你不能將null賦給基本型別變量,例如int、double、float、boolean。如果你那樣做了,編譯器將會報錯,如下所示:
int i = null; // type mismatch : cannot convert from null to int short s = null; // type mismatch : cannot convert from null to short byte b = null: // type mismatch : cannot convert from null to byte double d = null; //type mismatch : cannot convert from null to double Integer itr = null; // this is ok int j = itr; // this is also ok, but NullPointerException at runtime
正如你看到的那樣,當你直接將null賦值給基本類型,會出現編譯錯誤。但如果將null賦值給包裝類別object,然後將object賦給各自的基本類型,編譯器不會報,但是你將會在運行時期遇到空指標異常。這是Java中的自動拆箱導致的,我們將在下一個要點看到它。
5) 任何含有null值的包装类在Java拆箱生成基本数据类型时候都会抛出一个空指针异常。一些程序员犯这样的错误,他们认为自动装箱会将null转换成各自基本类型的默认值,例如对于int转换成0,布尔类型转换成false,但是那是不正确的,如下面所示:
Integer iAmNull = null; int i = iAmNull; // Remember - No Compilation Error
但是当你运行上面的代码片段的时候,你会在控制台上看到主线程抛出空指针异常。在使用HashMap和Integer键值的时候会发生很多这样的错误。当你运行下面代码的时候就会出现错误。
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
/** * An example of Autoboxing and NullPointerExcpetion * * @author WINDOWS 8 */ public class Test { public static void main(String args[]) throws InterruptedException { Map numberAndCount = new HashMap<>(); int[] numbers = {3, 5, 7,9, 11, 13, 17, 19, 2, 3, 5, 33, 12, 5}; for(int i : numbers){ int count = numberAndCount.get(i); numberAndCount.put(i, count++); // NullPointerException here } } }
输出:
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException at Test.main(Test.java:25)
这段代码看起来非常简单并且没有错误。你所做的一切是找到一个数字在数组中出现了多少次,这是Java数组中典型的寻找重复的技术。开发者首先得到以前的数值,然后再加一,最后把值放回Map里。程序员可能会以为,调用put方法时,自动装箱会自己处理好将int装箱成Interger,但是他忘记了当一个数字没有计数值的时候,HashMap的get()方法将会返回null,而不是0,因为Integer的默认值是null而不是0。当把null值传递给一个int型变量的时候自动装箱将会返回空指针异常。设想一下,如果这段代码在一个if嵌套里,没有在QA环境下运行,但是你一旦放在生产环境里,BOOM:-)
6)如果使用了带有null值的引用类型变量,instanceof操作将会返回false:
Integer iAmNull = null; if(iAmNull instanceof Integer){ System.out.println("iAmNull is instance of Integer"); }else{ System.out.println("iAmNull is NOT an instance of Integer"); }
输出:
i
AmNull is NOT an instance of Integer
这是instanceof操作一个很重要的特性,使得对类型强制转换检查很有用
7)你可能知道不能调用非静态方法来使用一个值为null的引用类型变量。它将会抛出空指针异常,但是你可能不知道,你可以使用静态方法来使用一个值为null的引用类型变量。因为静态方法使用静态绑定,不会抛出空指针异常。下面是一个例子:
public class Testing { public static void main(String args[]){ Testing myObject = null; myObject.iAmStaticMethod(); myObject.iAmNonStaticMethod(); } private static void iAmStaticMethod(){ System.out.println("I am static method, can be called by null reference"); } private void iAmNonStaticMethod(){ System.out.println("I am NON static method, don't date to call me by null"); }
输出:
I am static method, can be called by null reference Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException at Testing.main(Testing.java:11)
8)你可以将null传递给方法使用,这时方法可以接收任何引用类型,例如public void print(Object obj)可以这样调用print(null)。从编译角度来看这是可以的,但结果完全取决于方法。Null安全的方法,如在这个例子中的print方法,不会抛出空指针异常,只是优雅的退出。如果业务逻辑允许的话,推荐使用null安全的方法。
9)你可以使用==或者!=操作来比较null值,但是不能使用其他算法或者逻辑操作,例如小于或者大于。跟SQL不一样,在Java中null==null将返回true,如下所示:
public class Test { public static void main(String args[]) throws InterruptedException { String abc = null; String cde = null; if(abc == cde){ System.out.println("null == null is true in Java"); } if(null != null){ System.out.println("null != null is false in Java"); } // classical null check if(abc == null){ // do something } // not ok, compile time error if(abc > null){ } } }
输出:
null == null is true in Java
这是关于Java中null的全部。通过Java编程的一些经验和使用简单的技巧来避免空指针异常,你可以使你的代码变得null安全。因为null经常作为空或者未初始化的值,它是困惑的源头。对于方法而言,记录下null作为参数时方法有什么样的行为也是非常重要的。总而言之,记住,null是任何一个引用类型变量的默认值,在java中你不能使用null引用来调用任何的instance方法或者instance变量。