JAVA 中的null

對於Java程式設計師來說，null是令人頭痛的東西。時常會受到空指針異常（NPE）的騷擾。連Java的發明者都承認這是他的巨大失誤。 Java為什麼要保留null呢？ null出現有一段時間了，我認為Java發明者知道null與它解決的問題相比帶來了更多的麻煩，但是null仍然陪伴著Java。

我越發感到驚奇，因為java的設計原理是為了簡化事情，那就是為什麼沒有浪費時間在指針、操作符重載、多繼承實現的原因，null卻與此正好相反。好吧，我真的不知道這個問題的答案，我知道的是不管null被Java開發者和開源社群如何批評，我們必須與null共同存在。與其為null的存在感到後悔，我們倒不如更好的學習null，確保正確使用null。

為什麼在Java中需要學習null？因為如果你對null不注意，Java將使你遭受空指標異常的痛苦，並且你也會得到一個沉痛的教訓。精力充沛的程式設計是一門藝術，你的團隊、客戶和使用者將會更加欣賞你。以我的經驗來看，導致空指標異常的一個最主要的原因是對Java中null的知識還不夠。你們當中的很多已經對null很熟悉了，但是對那些不是很熟悉的來說，可以學到一些關於null老的和新的知識。讓我們一起重新學習Java中null的一些重要知識吧。

Java中的Null是什麼？

正如我說過的那樣，null是Java中一個很重要的概念。 null設計初衷是為了表示一些缺少的東西，例如缺少的使用者、資源或其他東西。但是，一年後，令人頭痛的空指針異常給Java程式設計師帶來不少的騷擾。在這份資料中，我們將學習到Java中null關鍵字的基本細節，並且探索一些技術來盡可能的減少null的檢查以及如何避免噁心的空指針異常。

1）首先，null是Java中的關鍵字，像public、static、final。它是大小寫敏感的，你不能將null寫成Null或NULL，編譯器將不能識別它們然後報錯。

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

 使用其他語言的程式設計師可能會有這個問題，但是現在IDE的使用已經使得這個問題變得微不足道。現在，當你敲到程式碼的時候，IDE像Eclipse、Netbeans可以修正這個錯誤。但使用其他工具像notepad、Vim、Emacs，這個問題會浪費你寶貴時間的。

2）就像每個原始型別都有預設值一樣，例如int預設值為0，boolean的預設值為false，null是任何引用型別的預設值，不嚴格的說是所有object類型的預設值。就像你創建了一個布林類型的變量，它將false作為自己的預設值，Java中的任何引用變數都將null作為預設值。這對所有變數都是適用的，例如成員變數、局部變數、實例變數、靜態變數（但當你使用一個沒有初始化的局部變量，編譯器會警告你）。為了證明這個事實，你可以透過建立一個變數然後印製它的值來觀察這個引用變量，如下圖程式碼所示：

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

  

What is value of myObjc : null

   

這對靜態和非靜態的object來說都是正確的。就像你在這裡看到的這樣，我將myObj定義為靜態引用，所以我可以在主方法直接使用它。注意主方法是靜態方法，不可使用非靜態變數。

3）我們要澄清一些誤解，null既不是物件也不是一種類型，它僅是一種特殊的值，你可以將其賦予任何引用類型，你也可以將null轉換成任何類型，來看下面的程式碼：

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

   

你可以看到在編譯和運行時期，將null強制轉換成任何引用類型都是可行的，在運行時期都不會拋出空指針異常。

4）null可以賦值給引用變量，你不能將null賦給基本型別變量，例如int、double、float、boolean。如果你這樣做了，編譯器將會報錯，如下所示：

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

   

正如你看到的那樣，當你直接將null賦值給基本類型，會出現編譯錯誤。但如果將null賦值給包裝類別object，然後將object賦給各自的基本類型，編譯器不會報，但是你將會在運行時期遇到空指標異常。這是Java中的自動拆箱導致的，我們將在下一個要點看到它。

5） 任何含有null值的包裝類別在Java拆箱產生基本資料型別時候都會拋出一個空指標異常。一些程式設計師犯這樣的錯誤，他們認為自動裝箱會將null轉換成各自基本類型的預設值，例如對於int轉換成0，布林類型轉換成false，但是那是不正確的，如下面所示：

Integer iAmNull = null;
int i = iAmNull; // Remember - No Compilation Error

   

但是當你執行上面的程式碼片段的時候，你會在控制台上看到主執行緒拋出空指標異常。在使用HashMap和Integer鍵值的時候會發生很多這樣的錯誤。當你運行下面程式碼的時候就會出現錯誤。

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
      }      
    }
}

   

输出：

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。设想一下，如果这段代码在一个if嵌套里，没有在QA环境下运行，但是你一旦放在生产环境里，BOOM:-)

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");
}

   

输出：

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");
   }

   

输出：

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){
 
       }
    }
}

   

输出：

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。