這是Jerry 2021年的第 10 篇文章，也是汪子熙公眾號總共第 281 篇原創文章。

今天是2021年1月17日，星期日，臘月初五。

Jerry之前收到CSDN社區贈送的新年禮物，一本臺歷：《了不起的程序員》，

其中1月16日，17日兩天的篇幅，都在介紹托尼·霍爾(Tony Hoare), 計算機科學家，因程序設計語言定義與設計方面的杰出貢獻獲得1980年的圖靈獎。快速排序算法的發明者。

如果想查看用ABAP實現的8種排序算法的源代碼，可以查看Jerry之前的文章：

Jerry 2017年的五一小長假：8種經典排序算法的ABAP實現

本文不會討論霍爾發明的快速排序算法，而是介紹另一個來自霍爾，如今仍然被程序員在編程語言中廣泛使用的一個設計：null引用。

null引用被霍爾稱為"十億美元錯誤"，是霍爾1965年設計ALGOL W語言時提出的。

《Java實戰》中提到，在Java程序開發中使用null會帶來理論和實際操作上的種種問題：

• 它是錯誤之源
• 會使你的代碼膨脹
• 自身毫無意義
• 破壞了Java的哲學
• 在Java的類型系統上開了口子

霍爾的名言：

我把它叫做我的“十億美元錯誤”，就是在1965年發明了空引用… 我無法抵擋放進一個空引用的誘惑，僅僅是因為實現起來非常容易。

引入了空引用的編程語言，在訪問引用之前，需要顯式檢查引用是否有效。

Java

下圖第46行代碼定義的print方法，輸入參數是一個類型為Integer的引用。在調用引用之前，需要先判斷其是否是空引用，否則程序執行時就會出現運行時異常。

ABAP

使用CHECK X IS NOT INITIAL進行防御，如果X為空引用，則不會執行CHECK語句的下一條語句。

嚴謹的德國人，在霍爾教授null引用的基礎上，又設計出IS BOUND, IS NOT INITIAL和IS ASSIGNED這幾種判斷邏輯：

SAP ABAP一組關鍵字 IS BOUND, IS NOT INITIAL和IS ASSIGNED的用法辨析

JavaScript

第10行的print方法內部，用&&操作符的短路邏輯(short-circuit)特性來實現空引用的檢測：如果傳入的oPrinter是空引用，則不會執行&&后面的print調用。

而TypeScript提供的可選鏈(Optional Chaining)，則可以在語言層面優雅地避免這個問題。

下面的TypeScript代碼，使用問號構造了一個可選鏈。如果a為空，則表達式a?.b直接返回undefined給變量val，而不會試圖去執行a.b

上圖TypeScript代碼，編譯之后生成的JavaScript代碼如下圖所示，我們可以把TypeScript的可選鏈看成JavaScript用三元表達式實現的語法糖。

為了減輕Java程序員每次使用引用之前，顯式進行非空檢查的工作量，Java 8引入了一個新的工具類：Optional.

Optional僅僅是一個不含任何業務邏輯的包裹類，其value字段指向了真正的業務類。

下圖是一個使用Optional工具類的例子，第11行的filter方法，傳入的是一個通過Lambda Function實現的過濾條件。這行語句的語義是，對anotherName包含的字符串，進行過濾操作，檢查another實例的value字段存儲的引用，是否滿足過濾條件(字符串長度小于6)：

Optional.filter方法，無論過濾條件是否滿足，返回的類型均為Optional，便于鏈式調用。

我第10行傳入Optional對象的字符串，顯然長度遠遠大于6，所以filter方法返回一個新的Optional對象，其value字段為null.

對于filter調用返回的Optional對象，我們可以繼續調用orElse，設置一個默認值。下圖第14行用orElse實現的邏輯，語義是：如果shortName包裹的value字段為空，則返回orElse方法傳入的默認值。

Java 8的Optional工具類并不像TypeScript的可選鏈一樣，后者是語言層面提供的特性，而Optional僅僅是開發包里的一個工具類。

比如Optional的靜態方法of，其實現僅僅是新建一個Optional對象，去包裹傳入的value引用：

orElse方法，內部實現也是一個簡單的三元表達式。

看這樣一個極端的例子：

Outer類有一個字段nested，類型為Nested類。Nested類有一個字段inner，類型為Inner類。Inner類包含了字段foo，類型為String，值為Jerry：

如果想從Outer類的實例出發，寫一段比較健壯的代碼，打印出深藏在Inner類里的foo字段，常規的寫法和使用Optional的寫法分別位于下圖test1和test2方法，大家可以比較下，更喜歡哪一種？

值得一提的是，類似Java Optional.orElse方法，在ABAP里也存在基于語言層面的支持。

下圖是ABAP 740的新語法：

上面的新語法，翻譯成傳統的ABAP代碼如下：

由此可見，新的ABAP內表讀取的語法比較簡潔，能少寫3行代碼。

但是新語法有一個缺陷：如果it_data內表，不存在object_ext的值為cl_crm_prodil_bo_names=>gc_prod_root的記錄，此時程序執行會被終止，拋出異常CX_SY_ITAB_LINE_NOT_FOUND：

當然針對這種情況，ABAP也有對應的解決方案。

下圖測試代碼第17行會拋出異常，而19行不會。從語義上容易理解：如果內表lt_data里不存在name為Spring2的記錄，則返回開發者使用DEFAULT VALUE關鍵字指定的一個結構，作為默認值。

第19行執行完畢后，結構ls3的name字段為SpringInvalid, value為999.

本文從霍爾教授1965年提出的null引用作為切入點，向大家分享了Jerry工作中同空引用打交道的一些經歷，感謝閱讀。

ABAP專題

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的历史上的今天：编程语言中null引用的十亿美元错误的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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