[Google Guava] 1.1-使用和避免null

原文链接 译文链接 译者: 沈义扬

   Doug Lea 说，“Null 真糟糕。”

  当Sir C. A. R. Hoare 使用了null引用后说，”使用它导致了十亿美金的错误。”

轻率地使用null可能会导致很多令人惊愕的问题。通过学习Google底层代码库，我们发现95%的集合类不接受null值作为元素。我们认为， 相比默默地接受null，使用快速失败操作拒绝null值对开发者更有帮助。

此外，Null的含糊语义让人很不舒服。Null很少可以明确地表示某种语义，例如，Map.get(key)返回Null时，可能表示map中的值是null，亦或map中没有key对应的值。Null可以表示失败、成功或几乎任何情况。使用Null以外的特定值，会让你的逻辑描述变得更清晰。

Null确实也有合适和正确的使用场景，如在性能和速度方面Null是廉价的，而且在对象数组中，出现Null也是无法避免的。但相对于底层库来说，在应用级别的代码中，Null往往是导致混乱，疑难问题和模糊语义的元凶，就如同我们举过的Map.get(key)的例子。最关键的是，Null本身没有定义它表达的意思。

鉴于这些原因，很多Guava工具类对Null值都采用快速失败操作，除非工具类本身提供了针对Null值的因变措施。此外，Guava还提供了很多工具类，让你更方便地用特定值替换Null值。

具体案例

不要在Set中使用null，或者把null作为map的键值。使用特殊值代表null会让查找操作的语义更清晰。

如果你想把null作为map中某条目的值，更好的办法是 不把这一条目放到map中，而是单独维护一个”值为null的键集合” (null keys)。Map 中对应某个键的值是null，和map中没有对应某个键的值，是非常容易混淆的两种情况。因此，最好把值为null的键分离开，并且仔细想想，null值的键在你的项目中到底表达了什么语义。

如果你需要在列表中使用null——并且这个列表的数据是稀疏的，使用Map<Integer, E>可能会更高效，并且更准确地符合你的潜在需求。

此外，考虑一下使用自然的null对象——特殊值。举例来说，为某个enum类型增加特殊的枚举值表示null，比如java.math.RoundingMode就定义了一个枚举值UNNECESSARY，它表示一种不做任何舍入操作的模式，用这种模式做舍入操作会直接抛出异常。

如果你真的需要使用null值，但是null值不能和Guava中的集合实现一起工作，你只能选择其他实现。比如，用JDK中的Collections.unmodifiableList替代Guava的ImmutableList

Optional

大多数情况下，开发人员使用null表明的是某种缺失情形：可能是已经有一个默认值，或没有值，或找不到值。例如，Map.get返回null就表示找不到给定键对应的值。

Guava用Optional<T>表示可能为null的T类型引用。一个Optional实例可能包含非null的引用（我们称之为引用存在），也可能什么也不包括（称之为引用缺失）。它从不说包含的是null值，而是用存在或缺失来表示。但Optional从不会包含null值引用。

1	Optional<Integer> possible = Optional.of(5);

2

3	possible.isPresent(); // returns true

4

5	possible.get(); // returns 5

Optional无意直接模拟其他编程环境中的”可选” or “可能”语义，但它们的确有相似之处。

Optional最常用的一些操作被罗列如下：

创建Optional实例（以下都是静态方法）：

Optional.of(T)	创建指定引用的Optional实例，若引用为null则快速失败
Optional.absent()	创建引用缺失的Optional实例
Optional.fromNullable(T)	创建指定引用的Optional实例，若引用为null则表示缺失

用Optional实例查询引用（以下都是非静态方法）：

boolean isPresent()	如果Optional包含非null的引用（引用存在），返回true
T get()	返回Optional所包含的引用，若引用缺失，则抛出java.lang.IllegalStateException
T or(T)	返回Optional所包含的引用，若引用缺失，返回指定的值
T orNull()	返回Optional所包含的引用，若引用缺失，返回null
Set<T> asSet()	返回Optional所包含引用的单例不可变集，如果引用存在，返回一个只有单一元素的集合，如果引用缺失，返回一个空集合。

使用Optional的意义在哪儿？

使用Optional除了赋予null语义，增加了可读性，最大的优点在于它是一种傻瓜式的防护。Optional迫使你积极思考引用缺失的情况，因为你必须显式地从Optional获取引用。直接使用null很容易让人忘掉某些情形，尽管FindBugs可以帮助查找null相关的问题，但是我们还是认为它并不能准确地定位问题根源。

如同输入参数，方法的返回值也可能是null。和其他人一样，你绝对很可能会忘记别人写的方法method(a,b)会返回一个null，就好像当你实现method(a,b)时，也很可能忘记输入参数a可以为null。将方法的返回类型指定为Optional，也可以迫使调用者思考返回的引用缺失的情形。

其他处理null的便利方法

当你需要用一个默认值来替换可能的null，请使用Objects.firstNonNull(T, T) 方法。如果两个值都是null，该方法会抛出NullPointerException。Optional也是一个比较好的替代方案，例如：Optional.of(first).or(second).

还有其它一些方法专门处理null或空字符串：emptyToNull(String)，nullToEmpty(String)，isNullOrEmpty(String)。我们想要强调的是，这些方法主要用来与混淆null/空的API进行交互。当每次你写下混淆null/空的代码时，Guava团队都泪流满面。（好的做法是积极地把null和空区分开，以表示不同的含义，在代码中把null和空同等对待是一种令人不安的坏味道。

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