设计模式——空设计模式

柔光的暖阳◎ 2022-07-16 08:42 221阅读 0赞

**1、使用场景**  
   空设计模式在什么时候会派上用场呢？假设这样一个场景：在一个在线考试系统中，调用一个方法，传过去你要查找用户的ID，然后它返回给你要查找用户的考试成绩，此时你就可以调用对象的方法来输出用户的成绩信息。下面，我们来实现以下具体的代码。

public class User {
        private int ID;
        private String name;
        private String score;
    
        public User(int ID, String name, String score) {
            this.ID = ID;
            this.name = name;
            this.score = score;
        }
    
        public void show() {
            System.out.println(ID + "+++" + name + "+++" + score);
        }
    
    }

创建用户对象的用户工厂的代码：

public class UserFactory {
    
        public User getUser(int ID) {
            User user = null;
            switch (ID) {
            case 1:
                user = new User(ID, "jack", "66");
                break;
            case 2:
                user = new User(ID, "phil", "88");
                break;
            default:
                user = null;// 可以省略。
                break;
            }
    
            return user;
        }
    }

客户端调用代码：

public class Client {
    
        static void main(String[] args) {
            UserFactory userFactory = new UserFactory();
            User user = userFactory.getUser(1);
            user.show();
        }
    
    }

运行成功，但是如果我们把User user = userFactory.getUser(1)中的1改成-1。再来运行一下，发现如下报错：空指针报错。它提示我们第28行user.show();报错。因为我们通过userFactory.getUser(1)方法获取User对象的时候，如果我们传入的参数，属于非法值（如-1）或者不存在（如a）的话（其实这种情况是经常遇到的），就会返回null，表示我们查找的用户并不存在。这时，user为null.你再调用user.show()。当然要报空指针的错误了。那怎么解决呢？  
   我们比较常规的做法就是在客户端加一个判断，判断是否为null。如果为null的话，就不再调用show()方法。如果不为null再调用show()方法。更改如下：

public static void main(String[] args) {
            UserFactory userFactory = new UserFactory();
            User user = userFactory.getUser(-1);
            //判断user对象是否为null。
            if (user == null) {
                System.out.println("user对象为 null。");
            } else {
                user.show();
            }
        }

此时，再运行，就不会报错了。而是，输出了：user对象为null。  
但是，你有没有考虑过？这样做，确实消除了报错，但是这样做真的好吗？你想如果在一段程序中有很多处调用getUser()方法或者有很多个客户端的话，岂不是很多处都要判断user对象是否为null？这还不算坏，如果哪一处没有判断，然后报错了，很有可能导致程序没法继续运行甚至崩溃。那究竟应该如何实现才会更加合适呢？此时就要用到我今天要说的Null Object Pattern——空设计模式

**2、空设计模式**  
下面我们来改一下代码，新增的抽象接口Users类的代码：

interface Users {
        // 判断User对象是否为空对象（Null Object）
        public boolean isNull();
    
        // 展示user对象的信息
        public void show();
    }

新增的空对象类NullUser类的代码（继承Users类）：

public class NullUser implements Users { 
        public boolean isNull() {
            return true;
        }
    
        public void show() {
    
        }
    }

原有的User类修改后的代码（增加对Users接口的实现，实现isNull方法）：

public class User implements Users{ 
        private int ID;
        private String name;
        private String score;
    
        // 构造函数
        public User(int ID, String name, String score) {
            this.ID = ID;
            this.name = name;
            this.score = score;
        }
    
    
        public void show() {
            System.out.println(ID + "+++" + name + "+++" + score);
        }
        public boolean isNull(){
            return false;
        }
    }

工厂类（UserFactory）修改后的代码（返回对象从User改为Users，并当ID属于非法值或者不存在时，返回NullUser对象。）：

public class UserFactory {
    
        public Users getUser(int ID) {
            Users users;//将原来的User改为Users
            switch (ID) {
            case 1:
                user = new User(ID, "jack", "66");
                break;
            case 2:
                user = new User(ID, "phil", "88");
                break;
            default:
                users = new NullUser();//创建一个NullUser对象
                break;
            }
    
            return users;
        }
    }

客户端的代码为：

public static void main(String[] args) {
            UserFactory userFactory = new UserFactory();
            Users users = userFactory.getUser(-1);
            users.show();
    }

运行我们发现，即使传入的参数是非法值或者不存在的值时，也不会报错了，这是空设计模式（Null Object Pattern）的第一个好处。但是现在不报错，也没有任何输出，肯定不够友好，不够人性化。此时，在NullUser类的show方法中，我们可以定制我们的输出提醒，当用户调用空对象的show方法时，就会输出我们定制的提醒。这回我们可以实现，一处定制，处处输出，主动权在我们手里，而不是在客户端的手里。这是Null Object Pattern的第二个好处。

比如我们进行如下修改，修改后的NullUser类代码：

public class NullUser implements Users { 
        public boolean isNull() {
            return true;
        }
    
        public void show() {
            System.out.println("Sorry，未找到符合您输入的ID的用户信息，请确认您的输入是否正确。");
        }
    }

此时，在执行一下Client，你会发现控制台输出为：Sorry，未找到符合您输入的ID的用户信息，请确认您的输入是否正确。其实，虽然在客户端我们不进行检测也可以保证程序不报错，但是最好的方式，还是进行相应的检测，如下：

public static void main(String[] args) {
            UserFactory userFactory = new UserFactory();
            Users users = userFactory.getUser(-1);
            if (users.isNull()) {
                //这里由客户端定制提示代码
                System.out.println("您的输入不正确。");
            }else{
                users.show();
            }
        }

相比之下，users.isNull()比users == null更加优雅一点。到这里，Null Object Pattern大概就介绍完了。我们可以看到，其实Null Object Pattern很简单，但是它也可以说使整个系统更加坚固了。

**3、总结**  
（1）空设计模式可以加强系统的稳固性，能有有效地防止空指针报错对整个系统的影响，使系统更加稳定。  
（2）它能够实现对空对象情况的定制化的控制，能够掌握处理空对象的主动权。  
（3）它并不依靠Client来保证整个系统的稳定运行。  
（4）它通过isNull对==null的替换，显得更加优雅，更加易懂。