【Java 设计】如何优雅避免空指针调用

空指针引入

为了避免空指针调用，我们经常会看到这样的语句

if (someobject != null) {
    someobject.doCalc();}

最终，项目中会存在大量判空代码，多么丑陋繁冗！如何避免这种情况？我们是否滥用了判空呢？

这是初、中级程序猿经常会遇到的问题。他们总喜欢在方法中返回null，因此，在调用这些方法时，也不得不去判空。另外，也许受此习惯影响，他们总潜意识地认为，所有的返回都是不可信任的，为了保护自己程序，就加了大量的判空。

进行判空前，请区分以下两种情况：

1、null 是一个有效有意义的返回值(Where null is a valid response in terms of the contract; and)

2、null是无效有误的(Where it isn't a valid response.)

下面针对这两种情况分别处理

null是无效有误的

null就是一个不合理的参数，就应该明确地中断程序，往外抛错误。这种情况常见于api方法。例如你开发了一个接口，id是一个必选的参数，如果调用方没传这个参数给你，当然不行。你要感知到这个情况，告诉调用方“嘿，哥们，你传个null给我做甚"。

相对于判空语句，更好的检查方式有两个

(1)assert语句，你可以把错误原因放到assert的参数中，这样不仅能保护你的程序不往下走，而且还能把错误原因返回给调用方，岂不是一举两得。（原文介绍了assert的使用，这里省略）

(2)也可以直接抛出空指针异常。上面说了，此时null是个不合理的参数，有问题就是有问题，就应该大大方方往外抛。

null 是一个有效有意义的返回值

这种情况下，null是个”看上去“合理的值，例如，我查询数据库，某个查询条件下，就是没有对应值，此时null算是表达了“空”的概念。

Null Object pattern`（空对象模式）

1、假如方法的返回类型是collections，当返回结果是空时，你可以返回一个空的collections（empty list),而不要返回null，这样调用侧就能大胆地处理这个返回。 例如调用侧拿到返回后，可以直接print list.size()，又无需担心空指针问题。（什么？想调用这个方法时，不记得之前实现该方法有没按照这个原则？所以说，代码习惯很重要！如果你养成习惯，都是这样写代码（返回空collections而不返回null)，你调用自己写的方法时，就能大胆地忽略判空）

2、返回类型不是collections，那就返回一个空对象（而非null对象）。

下面举个“栗子”，假设有如下代码

public interface Action {
  void doSomething();}
public interface Parser {
  Action findAction(String userInput);}

其中，Parse有一个接口FindAction，这个接口会依据用户的输入，找到并执行对应的动作。假如用户输入不对，可能就找不到对应的动作（Action），因此findAction就会返回null，接下来action调用doSomething方法时,就会出现空指针。

解决这个问题的一个方式，就是使用Null Object pattern（空对象模式）

我们来改造一下

类定义如下，这样定义findAction方法后，确保无论用户输入什么，都不会返回null对象

public class MyParser implements Parser {
  private static Action DO_NOTHING = new Action() {
    public void doSomething() { /* do nothing */ }
  };
  public Action findAction(String userInput) {
    // ...
    if ( /* we can't find any actions */ ) {
      return DO_NOTHING;
    }
  }}

对比下面两份调用实例

1、冗余: 每获取一个对象，就判一次空

Parser parser = ParserFactory.getParser();
if (parser == null) {
  // now what?
  // this would be an example of where null isn't (or shouldn't be) a valid response
}
Action action = parser.findAction(someInput);
if (action == null) {
  // do nothing} else {
  action.doSomething();}

2、精简

ParserFactory.getParser().findAction(someInput).doSomething();

因为无论什么情况，都不会返回空对象，因此通过findAction拿到action后，可以放心地调用action的方法。

使用 Objects.equals(a,b)

值是null的情况

1. a.equals(b), a 是null, 抛出NullPointException异常。

2. a.equals(b), a不是null, b是null, 返回false

3. Objects.equals(a, b)比较时， 若a 和 b 都是null, 则返回 true, 如果a 和 b 其中一个是null, 另一个不是null, 则返回false。

   注意：不会抛出空指针异常。

null.equals("abc")    →   抛出 NullPointerException 异常
"abc".equals(null)    →   返回 false
null.equals(null)     →   抛出 NullPointerException 异常
Objects.equals(null, "abc")    →   返回 false
Objects.equals("abc",null)     →   返回 false
Objects.equals(null, null)     →   返回 true

值是空字符串的情况：

1. a 和 b 如果都是空值字符串："", 则 a.equals(b), 返回的值是true, 如果a和b其中有一个不是空值字符串，则返回false;

2. 这种情况下 Objects.equals 与情况1 行为一致。

"abc".equals("")    →   返回 false
"".equals("abc")    →   返回 false
"".equals("")       →   返回 true
Objects.equals("abc", "")    →   返回 false
Objects.equals("","abc")     →   返回 false
Objects.equals("","")        →   返回 true

源码分析

1.源码

* @since 1.7
 */
public final class Objects {
    private Objects() {
        throw new AssertionError("No java.util.Objects instances for you!");
    }
    /**
     * Returns {@code true} if the arguments are equal to each other
     * and {@code false} otherwise.
     * Consequently, if both arguments are {@code null}, {@code true}
     * is returned and if exactly one argument is {@code null}, {@code
     * false} is returned.  Otherwise, equality is determined by using
     * the {@link Object#equals equals} method of the first
     * argument.
     *
     * @param a an object
     * @param b an object to be compared with {@code a} for equality
     * @return {@code true} if the arguments are equal to each other
     * and {@code false} otherwise
     * @see Object#equals(Object)
     */
    public static boolean equals(Object a, Object b) {
        return (a == b) || (a != null && a.equals(b));
    }

2.说明

　　首先，进行了对象地址的判断，如果是真，则不再继续判断。

　　如果不相等，后面的表达式的意思是，先判断a不为空，然后根据上面的知识点，就不会再出现空指针。

　　所以，如果都是null，在第一个判断上就为true了。如果不为空，地址不同，就重要的是判断a.equals(b)。

其他回答精选：

1、如果要用equal方法，请用object<不可能为空>.equal(object<可能为空>))

例如，使用

"bar".equals(foo)

而不是

foo.equals("bar")

2、Java8或者guava lib中，提供了Optional类，这是一个元素容器，通过它来封装对象，可以减少判空。不过代码量还是不少。不爽。

3、如果你想返回null，请挺下来想一想，这个地方是否更应该抛出一个异常

stackoverflow链接：

http://stackoverflow.com/questions/271526/avoiding-null-statements-in-java?page=2&tab=votes#tab-top