1.概述

通常，在Java代碼中處理null變量、引用和集合很棘手。它們不僅難以識(shí)別，而且處理起來(lái)也很復(fù)雜。事實(shí)上，在編譯時(shí)無(wú)法識(shí)別處理null的任何錯(cuò)誤，會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)NullPointerException。在本教程中，我們將了解在Java中檢查null的必要性以及幫助我們避免在代碼中進(jìn)行空檢查的各種替代方法。

2.什么是NullPointerException？

根據(jù) Javadoc for NullPointerException，當(dāng)應(yīng)用程序在需要對(duì)象的情況下嘗試使用null時(shí)拋出它，例如：

• 調(diào)用null對(duì)象的實(shí)例方法
• 訪問(wèn)或修改空對(duì)象的字段
• 取null的長(zhǎng)度，就好像它是一個(gè)數(shù)組一樣
• 訪問(wèn)或修改null的插槽，就像它是一個(gè)數(shù)組一樣
• 拋出null就好像它是一個(gè)Throwable值

讓我們快速查看導(dǎo)致此異常的Java代碼的幾個(gè)示例：

publicvoid doSomething(){String result = doSomethingElse();if(result.equalsIgnoreCase("Success"))// success}}privateString doSomethingElse(){returnnull;}

在這里，我們嘗試調(diào)用null引用的方法調(diào)用。這將導(dǎo)致NullPointerException。另一個(gè)常見(jiàn)示例是，如果我們嘗試訪問(wèn)空數(shù)組：

publicstaticvoid main(String[] args){findMax(null);}privatestaticvoid findMax(int[] arr){int max = arr[0];//check other elements in loop}

這會(huì)在第6行導(dǎo)致 NullPointerException。因此，訪問(wèn)空 對(duì)象的任何字段，方法或索引會(huì)導(dǎo)致 NullPointerException，如上面的示例所示。避免 NullPointerException的 常見(jiàn)方法是檢查 null：

publicvoid doSomething(){String result = doSomethingElse();if(result !=null&& result.equalsIgnoreCase("Success")){// success}else// failure}privateString doSomethingElse(){returnnull;}

在現(xiàn)實(shí)世界中，程序員發(fā)現(xiàn)很難識(shí)別哪些對(duì)象可以為 null。積極安全的策略可能是為每個(gè)對(duì)象檢查 null。但是，這會(huì)導(dǎo)致大量冗余空值檢查，并使我們的代碼可讀性降低。在接下來(lái)的幾節(jié)中，我們將介紹Java中的一些備選方案，以避免這種冗余。

3.通過(guò)API約定處理null

如上一節(jié)所述，訪問(wèn)null對(duì)象的方法或變量會(huì)導(dǎo)致NullPointerException。 我們還討論了在訪問(wèn)對(duì)象之前對(duì)對(duì)象進(jìn)行空 檢查可以消除NullPointerException的可能性。但是，通常有API可以處理空值。例如：

publicvoid print(Object param){System.out.println("Printing "+ param);}publicObject process()throwsException{Object result = doSomething();if(result ==null){thrownewException("Processing fail. Got a null response");}else{return result;}}

在 print()方法調(diào)用將只打印 null，但不會(huì)拋出異常。同樣， process()永遠(yuǎn)不會(huì)在其響應(yīng)中返回 null。它反而拋出異常。因此對(duì)于訪問(wèn)上述API的客戶端代碼，不需要進(jìn)行空檢查。但是此類(lèi)API必須在約定中明確說(shuō)明。API發(fā)布此類(lèi)約定的常見(jiàn)位置是JavaDoc。但是，這并未明確指出API約定，因此依賴于客戶端代碼開(kāi)發(fā)人員來(lái)確保其合規(guī)性。在下一節(jié)中，我們將看到一些IDE和其他開(kāi)發(fā)工具如何幫助開(kāi)發(fā)人員解決這個(gè)問(wèn)題。

4.自動(dòng)化API約定

4.1.使用靜態(tài)代碼分析

靜態(tài)代碼分析工具有助于提高代碼質(zhì)量。一些這樣的工具也允許開(kāi)發(fā)人員維護(hù)null約定(Null Contracts)。一個(gè)例子是 FindBugs。 FindBugs通過(guò) @Nullable和 @NonNull注解幫助管理null約定。我們可以在任何方法，字段，局部變量或參數(shù)上使用這些注釋。這使得對(duì)客戶端代碼明確指出注釋類(lèi)型是否為 null。我們來(lái)看一個(gè)例子：

publicvoid accept(@NonnullObject param){System.out.println(param.toString());}

在這里， @NonNull清楚地表明參數(shù)不能為 null。如果客戶端代碼在不檢查 null參數(shù)的情況下調(diào)用此方法 ，則 FindBugs將在編譯時(shí)生成警告。

4.2.使用靜態(tài)代碼分析

開(kāi)發(fā)人員通常依靠IDE來(lái)編寫(xiě)Java代碼。使用代碼自動(dòng)補(bǔ)全和有用警告等功能，例如可能沒(méi)有聲明變量，在很大程度上對(duì)編碼有幫助。一些IDE還允許開(kāi)發(fā)人員管理API約定(API Contracts)，從而消除對(duì)靜態(tài)代碼分析工具的需求。IntelliJ IDEA提供 @NonNull和 @Nullable注解。要在IntelliJ中添加對(duì)這些注釋的支持，我們必須添加以下Maven依賴項(xiàng)：

<dependency><groupId>org.jetbrains</groupId><artifactId>annotations</artifactId><version>16.0.2</version></dependency>

現(xiàn)在，如果沒(méi)有對(duì) Null進(jìn)行檢查，IntelliJ將生成警告，就像我們?cè)谏弦粋€(gè)示例中一樣。IntelliJ還提供了用于處理復(fù)雜API約束的Contract注釋。

5.斷言

到目前為止，我們只討論過(guò)從客戶端代碼中去除空檢查的必要性。但是，這很少適用于實(shí)際應(yīng)用。現(xiàn)在，假設(shè)我們正在使用一個(gè)不能接受空參數(shù)的API，或者可以返回必須由客戶端處理的空響應(yīng)。這表明我們需要檢查參數(shù)或空值的響應(yīng)。這里，我們可以使用Java Assertions代替?zhèn)鹘y(tǒng)的 null檢查條件語(yǔ)句：

publicvoid accept(Object param){assert param !=null;doSomething(param);}

在第2行中，我們檢查null參數(shù)。如果啟用了斷言，則會(huì)導(dǎo)致 AssertionError。盡管這是斷言非空參數(shù)等前置條件的好方法，但這種方法主要存在兩個(gè)問(wèn)題：

通常在JVM中禁用斷言

一個(gè)虛假的聲明將導(dǎo)致在未經(jīng)檢查的錯(cuò)誤無(wú)法恢復(fù)

因此，建議程序員不要使用斷言來(lái)檢查條件。在以下部分中，我們將討論處理null檢查的其他方法

6.通過(guò)編碼實(shí)踐避免NULL檢查

6.1.前提條件

編寫(xiě)早期失敗的代碼通常是一種很好的做法。因此，如果一個(gè)API不允許接受有多個(gè)參數(shù)為空，更好地方法是預(yù)先檢查API中的每一個(gè)非空參數(shù)。

例如，讓我們看看兩個(gè)方法：一個(gè)早期失敗，另一個(gè)不失敗：

publicvoid goodAccept(String one,String two,String three){if(one ==null|| two ==null|| three ==null){thrownewIllegalArgumentException();}process(one);process(two);process(three);}publicvoid badAccept(String one,String two,String three){if(one ==null){thrownewIllegalArgumentException();}else{process(one);}if(two ==null){thrownewIllegalArgumentException();}else{process(two);}if(three ==null){thrownewIllegalArgumentException();}else{process(three);}}

顯然，我們應(yīng)該更喜歡 goodAccept()而不是 badAccept()。作為替代方案，我們也可以使用Guava的前置條件來(lái)驗(yàn)證API參數(shù)。

6.2.使用原語(yǔ)而不是包裝類(lèi)

由于 null對(duì)于像int這樣的原語(yǔ)來(lái)說(shuō)不是一個(gè)可接受的值，我們應(yīng)該盡可能優(yōu)先于它們的包裝對(duì)象，如 Integer。考慮一個(gè)對(duì)兩個(gè)整數(shù)求和的方法的兩個(gè)實(shí)現(xiàn)：

publicstaticint primitiveSum(int a,int b){return a + b;}publicstaticInteger wrapperSum(Integer a,Integer b){return a + b;}

6.3.空集合

有時(shí)，我們需要將一個(gè)集合作為方法的響應(yīng)返回。對(duì)于這樣的方法，我們應(yīng)該總是嘗試返回一個(gè)空集合而不是 null

publicList<String> names(){if(userExists()){returnStream.of(readName()).collect(Collectors.toList());}else{returnCollections.emptyList();}}

因此，我們?cè)谡{(diào)用此方法時(shí)避免了客戶端執(zhí)行空檢查的需要。

7.使用 Objects

Java 7引入了新的Objects API。此API有幾個(gè)靜態(tài) 實(shí)用程序方法，可以消除大量冗余代碼。讓我們看看一個(gè)這樣的方法, requireNonNull():

publicvoid accept(Object param){Objects.requireNonNull(param);// doSomething()}

現(xiàn)在，讓我們測(cè)試 accept方法：

assertThrows(NullPointerException.class,()-> accept(null));

因此，如果將null 作為參數(shù)傳遞，則 accept()會(huì)拋出 NullPointerException。此類(lèi)還具有 isNull()和 nonNull()方法，可用作謂詞來(lái)檢查對(duì)象是否為null。

8.使用Optional

Java8在該語(yǔ)言中引入了一個(gè)新的 OptionalAPI。與null相比，這為處理可選值提供了更好的約定。讓我們看看 Optional如何消除對(duì)空檢查的需求：

publicOptional<Object> process(boolean processed){String response = doSomething(processed);if(response ==null){returnOptional.empty();}returnOptional.of(response);}privateString doSomething(boolean processed){if(processed){return"passed";}else{returnnull;}}

通過(guò)返回一個(gè) Optional，如上所示，該 process()方法使得明確告訴調(diào)用者，響應(yīng)可能是Null，并且必須在編譯時(shí)處理。 這顯然消除了客戶端代碼中對(duì)空檢查的需求。可以使用 OptionalAPI的聲明性樣式以不同方式處理空響應(yīng)：

assertThrows(Exception.class,()-> process(false).orElseThrow(()->newException()));

此外，它還為API開(kāi)發(fā)人員提供了一個(gè)更好的約定，以向客戶端表明API可以返回空響應(yīng)。雖然我們不需要對(duì)此API的調(diào)用者進(jìn)行空檢查，但我們使用它來(lái)返回空響應(yīng)。為避免這種情況， Optional提供了一個(gè) ofNullable方法，該方法返回具有指定值的 Optional，如果值為 null，則返回 empty：

publicOptional<Object> process(boolean processed){String response = doSomething(processed);returnOptional.ofNullable(response);}

9. 庫(kù)

9.1. 使用Lombok

Lombok是一個(gè)很棒的庫(kù)，可以減少項(xiàng)目中樣板代碼的數(shù)量。它附帶了一組注釋，取代了我們經(jīng)常在Java應(yīng)用程序中編寫(xiě)的代碼的常見(jiàn)部分，例如getter，setter和toString()，僅舉幾例。

另一個(gè)注釋是 @NonNull。 因此，如果項(xiàng)目已經(jīng)使用Lombok來(lái)消除樣板代碼，則 @NonNull可以代替作為空檢查。

在繼續(xù)查看一些示例之前，添加一個(gè)Maven依賴項(xiàng)引入Lombok：

<dependency><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId><version>1.18.6</version></dependency>

現(xiàn)在，我們可以在需要進(jìn)行空檢查的地方 使用 @NonNull：

publicvoid accept(@NonNullObject param){System.out.println(param);}

因此，我們只是注解了需要進(jìn)行null檢查的對(duì)象，并且Lombok生成了已編譯的類(lèi)：

publicvoid accept(@NonNullObject param){if(param ==null){thrownewNullPointerException("param");}else{System.out.println(param);}}

如果 param為null，則此方法拋出 NullPointerException。該方法必須在其約定中明確說(shuō)明，并且客戶端代碼必須處理異常。

9.2.使用StringUtils

一般來(lái)說(shuō)，字符串驗(yàn)證包括除空值檢查空值。因此，常見(jiàn)的驗(yàn)證聲明是：

publicvoid accept(String param){if(null!= param &&!param.isEmpty())System.out.println(param);}

如果我們必須處理很多 String類(lèi)型，這很快就會(huì)變得多余。這就是 StringUtils派上用場(chǎng)的地方。在我們看到這個(gè)動(dòng)作之前，讓我們?yōu)閏ommons-lang3添加一個(gè)Maven依賴項(xiàng)：

<dependency><groupId>org.apache.commons</groupId><artifactId>commons-lang3</artifactId><version>3.8.1</version></dependency>

現(xiàn)在讓我們用 StringUtils重構(gòu)上面的代碼 ：

publicvoid accept(String param){if(StringUtils.isNotEmpty(param))System.out.println(param);}

因此，我們使用靜態(tài)實(shí)用程序方法 isNotEmpty()替換了 null或空檢查。此API提供了其它強(qiáng)大而實(shí)用方法來(lái)處理常見(jiàn)的String函數(shù)。

10.結(jié)論

在本文中，我們研究了發(fā)生 NullPointerException的各種原因以及難以識(shí)別的原因。然后，我們使用了各種方法來(lái)避免代碼中的冗余，以及對(duì)使用參數(shù)，返回類(lèi)型和其他變量進(jìn)行空檢查。所有示例都可以在GitHub上找到。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的java 删除二维数组中的null_避免在Java中检查Null语句的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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