Java中有关Null的注意事项

朴灿烈づ我的快乐病毒、 2022-07-12 05:10 204阅读 0赞

对于Java程序员来说，null是令人头痛的东西。时常会受到空指针异常（NPE）的骚扰。连Java的发明者都承认这是他的一项巨大失误。Java为什么要保留null呢？null出现有一段时间了，并且我认为Java发明者知道null与它解决的问题相比带来了更多的麻烦，但是null仍然陪伴着Java。

我越发感到惊奇，因为java的设计原理是为了简化事情，那就是为什么没有浪费时间在指针、操作符重载、多继承实现的原因，null却与此正好相反。好吧，我真的不知道这个问题的答案，我知道的是不管null被Java开发者和开源社区如何批评，我们必须与null共同存在。与其为null的存在感到后悔，我们倒不如更好的学习null，确保正确使用null。

为什么在Java中需要学习null？因为**如果你对null不注意，Java将使你遭受空指针异常的痛苦**，并且你也会得到一个沉痛的教训。精力充沛的编程是一门艺术，你的团队、客户和用户将会更加欣赏你。以我的经验来看，导致空指针异常的一个最主要的原因是对Java中null的知识还不够。你们当中的很多已经对null很熟悉了，但是对那些不是很熟悉的来说，可以学到一些关于null老的和新的知识。让我们一起重新学习Java中null的一些重要知识吧。

# Java中的Null是什么？ #

正如我说过的那样，null是Java中一个很重要的概念。null设计初衷是为了表示一些缺失的东西，例如缺失的用户、资源或其他东西。但是，一年后，令人头疼的空指针异常给Java程序员带来不少的骚扰。在这篇博客中，我们将学习到Java中null关键字的基本细节，并且探索一些技术来尽可能的减少null的检查以及如何避免恶心的空指针异常。

（1）首先，**null是Java中的关键字，像public、static、final那样。它是大小写敏感的**，你不能将null写成Null或NULL，编译器将不能识别它们，然后报错。

Object obj = NULL; // Not Ok
    Object obj1 = null  //Ok

使用其他语言的程序员可能会有这个问题，但是现在IDE的使用已经使得这个问题变得微不足道。现在，当你敲代码的时候，IDE像Eclipse、Netbeans可以纠正这个错误。但是使用其他工具像notepad、Vim、Emacs，这个问题却会浪费你宝贵时间的。

（2）就像每种原始类型都有默认值一样，如int默认值为0，boolean的默认值为false，**null是任何引用类型的默认值，不严格的说是所有object类型的默认值**。就像你创建了一个布尔类型的变量，它将false作为自己的默认值一样，**Java中的任何引用变量都将null作为默认值**。这对所有变量都是适用的，如成员变量、局部变量、实例变量、静态变量（但当你使用一个没有初始化的局部变量，编译器会警告你）。为了证明这个事实，你可以通过创建一个变量然后打印它的值来观察这个引用变量，如下代码所示：

private static Object myObj;
    public static void main(String args[]){
        System.out.println("What is value of myObj: " + myObj);
    }

运行结果：

What is value of myObj: null

这对静态和非静态的object来说都是正确的。就像你在这里看到的这样，我将myObj定义为静态引用，所以我可以在主方法里直接使用它。注意这里**主方法是静态方法，不可以使用非静态方法**。

（3）我们要澄清一些误解，null既不是对象也不是一种类型，它仅是一种特殊的值，你可以将其赋予任何引用类型，你也可以将null转化成任何类型，来看下面的代码：

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

你可以看到在编译和运行时期，**将null强制转换成任何引用类型都是可行的**，在运行时期都不会抛出空指针异常

（4）null可以赋值给引用变量，你不能将null赋给基本类型变量，例如int、double、float、boolean。如果你那样做了，编译器将会报错，如下面代码所示：

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

正如你看到的那样，当你直接将null赋值给基本类型，会出现编译错误。但是如果将null赋值给包装类object，然后将object赋给各自的基本类型，编译器不会报错，但是你将会在运行时期遇到空指针异常。这是Java中的自动拆箱导致的，我们将在下一个要点看到它。

（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，如下面代码所示：

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
          }       
        }
    }

运行结果：

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**。

（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");
    }

运行结果：

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");
       }

运行结果：

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**，如下面代码所示：

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){
     
           }
        }
    }

运行结果：

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**。