UnderstandingtheConceptandUsageofNullinJavaProgramming

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对于Java程序员来说&＃xff0c;null是令人头痛的东西。时常会受到空指针异常&＃xff08;NPE&＃xff09;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&＃xff1f;null出现有一段时间了&＃xff0c;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&＃xff0c;但是null仍然陪伴着Java。

我越发感到惊奇&＃xff0c;因为java的设计原理是为了简化事情&＃xff0c;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&＃xff0c;null却与此正好相反。好吧&＃xff0c;我真的不知道这个问题的答案&＃xff0c;我知道的是不管null被Java开发者和开源社区如何批评&＃xff0c;我们必须与null共同存在。与其为null的存在感到后悔&＃xff0c;我们倒不如更好的学习null&＃xff0c;确保正确使用null。

为什么在Java中需要学习null&＃xff1f;因为如果你对null不注意&＃xff0c;Java将使你遭受空指针异常的痛苦&＃xff0c;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&＃xff0c;你的团队、客户和用户将会更加欣赏你。以我的经验来看&＃xff0c;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&＃xff0c;但是对那些不是很熟悉的来说&＃xff0c;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&＃xff1f;

正如我说过的那样&＃xff0c;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&＃xff0c;例如缺失的用户、资源或其他东西。但是&＃xff0c;一年后&＃xff0c;令人头疼的空指针异常给Java程序员带来不少的骚扰。在这份材料中&＃xff0c;我们将学习到Java中null关键字的基本细节&＃xff0c;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&＃xff09;首先&＃xff0c;null是Java中的关键字&＃xff0c;像public、static、final。它是大小写敏感的&＃xff0c;你不能将null写成Null或NULL&＃xff0c;编译器将不能识别它们然后报错。

Object obj &＃61; NULL; // Not Ok
Object obj1 &＃61; null //Ok

使用其他语言的程序员可能会有这个问题&＃xff0c;但是现在IDE的使用已经使得这个问题变得微不足道。现在&＃xff0c;当你敲代码的时候&＃xff0c;IDE像Eclipse、Netbeans可以纠正这个错误。但是使用其他工具像notepad、Vim、Emacs&＃xff0c;这个问题却会浪费你宝贵时间的。

2&＃xff09;就像每种原始类型都有默认值一样&＃xff0c;如int默认值为0&＃xff0c;boolean的默认值为false&＃xff0c;null是任何引用类型的默认值&＃xff0c;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&＃xff0c;它将false作为自己的默认值&＃xff0c;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&＃xff0c;如成员变量、局部变量、实例变量、静态变量&＃xff08;但当你使用一个没有初始化的局部变量&＃xff0c;编译器会警告你&＃xff09;。为了证明这个事实&＃xff0c;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&＃xff0c;如下图代码所示&＃xff1a;

private static Object myObj;
public static void main(String args[]){System.out.println("What is value of myObjc : " &＃43; myObj);
}
What is value of myObjc : 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&＃xff0c;我将myObj定义为静态引用&＃xff0c;所以我可以在主方法里直接使用它。注意主方法是静态方法&＃xff0c;不可使用非静态变量。

3&＃xff09;我们要澄清一些误解&＃xff0c;null既不是对象也不是一种类型&＃xff0c;它仅是一种特殊的值&＃xff0c;你可以将其赋予任何引用类型&＃xff0c;你也可以将null转化成任何类型&＃xff0c;来看下面的代码&＃xff1a;

String str &＃61; null; // null can be assigned to String
Integer itr &＃61; null; // you can assign null to Integer also
Double dbl &＃61; null; // null can also be assigned to DoubleString myStr &＃61; (String) null; // null can be type cast to String
Integer myItr &＃61; (Integer) null; // it can also be type casted to Integer
Double myDbl &＃61; (Double) null; // yes it&＃39;s possible, no error

你可以看到在编译和运行时期&＃xff0c;将null强制转换成任何引用类型都是可行的&＃xff0c;在运行时期都不会抛出空指针异常。

4&＃xff09;null可以赋值给引用变量&＃xff0c;你不能将null赋给基本类型变量&＃xff0c;例如int、double、float、boolean。如果你那样做了&＃xff0c;编译器将会报错&＃xff0c;如下所示&＃xff1a;

int i &＃61; null; // type mismatch : cannot convert from null to int
short s &＃61; null; // type mismatch : cannot convert from null to short
byte b &＃61; null: // type mismatch : cannot convert from null to byte
double d &＃61; null; //type mismatch : cannot convert from null to doubleInteger itr &＃61; null; // this is ok
int j &＃61; itr; // this is also ok, but NullPointerException at runtime

正如你看到的那样&＃xff0c;当你直接将null赋值给基本类型&＃xff0c;会出现编译错误。但是如果将null赋值给包装类object&＃xff0c;然后将object赋给各自的基本类型&＃xff0c;编译器不会报&＃xff0c;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&＃xff0c;我们将在下一个要点看到它。

5&＃xff09; 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&＃xff0c;他们认为自动装箱会将null转换成各自基本类型的默认值&＃xff0c;例如对于int转换成0&＃xff0c;布尔类型转换成false&＃xff0c;但是那是不正确的&＃xff0c;如下面所示&＃xff1a;
Integer iAmNull &＃61; null;
int i &＃61; iAmNull; // Remember – No Compilation Error

但是当你运行上面的代码片段的时候&＃xff0c;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** &＃64;author WINDOWS 8*/
public class Test {public static void main(String args[]) throws InterruptedException {Map numberAndCount &＃61; new HashMap<>();int[] numbers &＃61; {3, 5, 7,9, 11, 13, 17, 19, 2, 3, 5, 33, 12, 5};for(int i : numbers){int count &＃61; numberAndCount.get(i);numberAndCount.put(i, count&＃43;&＃43;); // NullPointerException here} }
}

输出&＃xff1a;

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerExceptionat 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&＃xff0c;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&＃xff0c;然后再加一&＃xff0c;最后把值放回Map里。程序员可能会以为&＃xff0c;调用put方法时&＃xff0c;自动装箱会自己处理好将int装箱成Interger&＃xff0c;但是他忘记了当一个数字没有计数值的时候&＃xff0c;HashMap的get()方法将会返回null&＃xff0c;而不是0&＃xff0c;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。设想一下&＃xff0c;如果这段代码在一个if嵌套里&＃xff0c;没有在QA环境下运行&＃xff0c;但是你一旦放在生产环境里&＃xff0c;BOOM:-)

6&＃xff09;如果使用了带有null值的引用类型变量&＃xff0c;instanceof操作将会返回false&＃xff1a;

Integer iAmNull &＃61; null;
if(iAmNull instanceof Integer){System.out.println("iAmNull is instance of Integer"); }else{System.out.println("iAmNull is NOT an instance of Integer");
}

输出&＃xff1a;

iAmNull is NOT an instance of Integer

这是instanceof操作一个很重要的特性&＃xff0c;使得对类型强制转换检查很有用

7&＃xff09;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&＃xff0c;但是你可能不知道&＃xff0c;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&＃xff0c;不会抛出空指针异常。下面是一个例子&＃xff1a;

public class Testing { public static void main(String args[]){Testing myObject &＃61; null;myObject.iAmStaticMethod();myObject.iAmNonStaticMethod(); }