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Java中避免空指針的幾種方法解析

更新時間：2023年12月19日 09:03:15 作者：初念初戀

這篇文章主要介紹了Java中避免空指針的幾種方法解析,Java 中任何對象都有可能為空,當(dāng)我們調(diào)用空對象的方法時就會拋出 NullPointerException 空指針異常,這是一種非常常見的錯誤類型,需要的朋友可以參考下

前言
空指針出現(xiàn)的幾種情況
如何從根源避免空指針
equals和equalsIgnoreCase()方法
valueOf()和toString()
Optional 類型
suppiler 函數(shù)自定義增強(qiáng) API
使用null安全的方法和庫
斷言
創(chuàng)建返回空集合而不是null的方法
賦值時自動拆箱出現(xiàn)空指針

前言

Java 編程中哪個異常是你印象最深刻的，那 NullPointerException 空指針可以說是臭名昭著的。不要說初級程序員會碰到，即使是中級，專家級程序員稍不留神，就會掉入這個坑里。

Java 中任何對象都有可能為空，當(dāng)我們調(diào)用空對象的方法時就會拋出 NullPointerException 空指針異常，這是一種非常常見的錯誤類型。我們可以使用若干種方法來避免產(chǎn)生這類異常，使得我們的代碼更為健壯。

空指針出現(xiàn)的幾種情況

1、調(diào)用了空對象的實例方法

public class Person {
    // 屬性
    private String name;
    private int age;
    public void print(){
        System.out.println("This is Person Class");
    }
    public String read(){
        System.out.println("This is person read");
        return null;
    }
    public static void main(String[] args)
    {
        Person person = null;
        //調(diào)用了空對象的實例方法
        person.print();
    }
}

2、訪問了空對象的屬性

Person person = null;
//調(diào)用了空對象的屬性
System.out.println(person.age);

3、當(dāng)數(shù)組是一個空對象時，取它的長度

Person person = null;
//當(dāng)數(shù)組是一個空對象時，取它的長度
System.out.println(person.name.length());

4、方法的返回值是 null, 調(diào)用方直接去使用

Person person = new Person();
//方法的返回值是 null, 調(diào)用方直接去使用
System.out.println(person.read().contains("Java"));

如何從根源避免空指針

1、使用之前一定要初始化，或檢查是否初始化；

2、盡量避免在函數(shù)中返回 NULL, 或給出詳細(xì)的注釋；

3、外部傳值，除非有明細(xì)的說明，否則，一定要判斷是否為 NULL。

equals和equalsIgnoreCase()方法

Object類中的equals 方法在非空對象引用上實現(xiàn)相等關(guān)系，具有對稱性 x.equals(y) 和 y.equals(x) 結(jié)果是一樣的，但當(dāng)x == null時會拋出空指針異常。

例如：

String x = null;
String y = "world";
if(x.equals(y)){ // java.lang.NullPointerException
}
if(y.equals(x)){//即便 x 是 null也能避免 NullPointerException
}

所以我們要把確定不為null的對象或值放在前面。

valueOf()和toString()

調(diào)用null對象的toString()會拋出空指針異常，使用valueOf()可以獲得相同的值，傳遞一個 null 給 valueOf() 將會返回null。尤其是在那些包裝類，像Integer、Float、Double和BigDecimal。

例如：

Integer i = null;
System.out.println(i.toString()); // 拋出NullPointerException異常
System.out.println(String.valueOf(i)); // 返回 null不會出現(xiàn)異常

Optional 類型

Java 8 引入了 Optional 類型，我們可以用它來對函數(shù)的返回值進(jìn)行包裝。這種方式的優(yōu)點是可以明確定義該方法是有可能返回空值的，因此調(diào)用方必須做好相應(yīng)處理，這樣也就不會引發(fā)空指針異常。但是，也不可避免地需要編寫更多代碼，而且會產(chǎn)生很多垃圾對象，增加 GC 的壓力，因此在使用時需要酌情考慮。

在業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，對象中嵌套對象是經(jīng)常發(fā)生的場景，如下示例代碼：

// 最外層對象
class Outer {
    Nested nested;
    Nested getNested() {
        return nested;
    }
}
// 第二層對象
class Nested {
    Inner inner;
    Inner getInner() {
        return inner;
    }
}
// 最底層對象
class Inner {
    String foo;
    String getFoo() {
        return foo;
    }
}

業(yè)務(wù)中，假設(shè)我們需要獲取 Outer 對象對底層的 Inner 中的 foo 屬性，我們必須寫一堆的非空校驗，來防止發(fā)生 NullPointerException：

// 繁瑣的代碼
Outer outer = new Outer();
if (outer != null && outer.nested != null && outer.nested.inner != null) {
    System.out.println(outer.nested.inner.foo);
}

在 Java8 中，我們有更優(yōu)雅的解決方式，那就是使用 Optional是說，我們可以在一行代碼中，進(jìn)行流水式的 map 操作。而 map 方法內(nèi)部會自動進(jìn)行空校驗：

Optional.of(new Outer())
    .map(Outer::getNested)
    .map(Nested::getInner)
    .map(Inner::getFoo
    .ifPresent(System.out::println); // 如果不為空，最終輸出 foo 的值

suppiler 函數(shù)自定義增強(qiáng) API

我們可以利用 suppiler 函數(shù)來出一個終極解決方案：

public static <T> Optional<T> resolve(Supplier<T> resolver) {
    try {
        T result = resolver.get();
        return Optional.ofNullable(result);
    }
    catch (NullPointerException e) {
        // 可能會拋出空指針異常，直接返回一個空的 Optional 對象
        return Optional.empty();
    }
}

利用上面的 resolve 方法來重構(gòu)上述的非空校驗代碼段：

Outer obj = new Outer();
// 直接調(diào)用 resolve 方法，內(nèi)部做空指針的處理
resolve(() -> obj.getNested().getInner().getFoo());
    .ifPresent(System.out::println); // 如果不為空，最終輸出 foo 的值

使用null安全的方法和庫

有很多開源庫已經(jīng)為您做了繁重的空指針檢查工作。其中最常用的一個的是Apache commons 中的StringUtils。你可以使用StringUtils.isBlank()，isNumeric()，isWhiteSpace()以及其他的工具方法而不用擔(dān)心空指針異常。

//StringUtils方法是空指針安全的，他們不會拋出空指針異常
System.out.println(StringUtils.isEmpty(null));
System.out.println(StringUtils.isBlank(null));
System.out.println(StringUtils.isNumeric(null));
System.out.println(StringUtils.isAllUpperCase(null));

輸出:
true
true
false
false

斷言

斷言是用來檢查程序的安全性的，在使用之前進(jìn)行檢查條件，如果不符合條件就報異常，符合就繼續(xù)。

Java 中自帶的斷言關(guān)鍵字：assert，如：

assert name == null : "名稱不能為空";

輸出：

Exception in thread "main" java.lang.AssertionError: 名稱不正確

不過默認(rèn)是不啟動斷言檢查的，需要要帶上 JVM 參數(shù)：-enableassertions 才能生效。

Java 中這個用的很少，建議使用 Spring 中的，更強(qiáng)大，更方便好用。

Spring中的用法：

Assert.notNull(name,"名稱不能為空");

創(chuàng)建返回空集合而不是null的方法

一個非常好的技術(shù)是創(chuàng)建返回一個空集合的方法，而不是一個null值。你的應(yīng)用程序的代碼可以遍歷空集合并使用它的方法和字段，而不會拋出一個NullPointerException。Collections類提供了方便的空 List，Set 和 Map: Collections.EMPTY_LIST，Collections.EMPTY_SET，Collections.EMPTY_MAP。

例如：

public class Example {
   private static List<Integer> numbers = null;
   public static List<Integer> getList() {
     if (numbers == null){
         return Collections.EMPTY_LIST;
     } else {
         return numbers;
     }
   }
}

賦值時自動拆箱出現(xiàn)空指針

1、變量賦值自動拆箱出現(xiàn)的空指針

Long i = null;
//變量賦值自動拆箱出現(xiàn)的空指針
long j = i;

Long 自動拆箱為 long 實質(zhì)是調(diào)用了 longValue 方法，由于以上的 Long 類型變量值為 null，自動拆箱就會報 NPE。

2、方法傳參時自動拆箱引起空指針異常

public static int add(int x, int y)
{
    return x + y;
}
public static void main(String[] args)
{
    Integer left = null;
    Integer right = null;
    //方法傳參時自動拆箱引起空指針異常
    System.out.println(add(left, right));
}

以上自動拆箱報 NPE，原因在于裝箱的值為 null，調(diào)用 null 的任何方法都會報錯。

規(guī)避指南：