Java中的Null到底是什么

前言

對于Java程序員來說，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(fā)明者都承認(rèn)這是他的一項巨大失誤。Java為什么要保留null呢？null出現(xiàn)有一段時間了，并且我認(rèn)為Java發(fā)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(fā)感到驚奇，因為java的設(shè)計原理是為了簡化事情，那就是為什么沒有浪費時間在指針、操作符重載、多繼承實現(xiàn)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(fā)者和開源社區(qū)如何批評，我們必須與null共同存在。與其為null的存在感到后悔，我們倒不如更好的學(xué)習(xí)null，確保正確使用null。

為什么在Java中需要學(xué)習(xí)null？因為如果你對null不注意，Java將使你遭受空指針異常的痛苦，并且你也會得到一個沉痛的教訓(xùn)。精力充沛的編程是一門藝術(shù)，你的團(tuán)隊、客戶和用戶將會更加欣賞你。以我的經(jīng)驗來看，導(dǎo)致空指針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(dāng)中的很多已經(jīng)對null很熟悉了，但是對那些不是很熟悉的來說，可以學(xué)到一些關(guān)于null老的和新的知識。讓我們一起重新學(xué)習(xí)Java中null的一些重要知識吧。

Java中的Null是什么？

正如我說過的那樣，null是Java中一個很重要的概念。null設(shè)計初衷是為了表示一些缺失的東西，例如缺失的用戶、資源或其他東西。但是，一年后，令人頭疼的空指針異常給Java程序員帶來不少的騷擾。在這份材料中，我們將學(xué)習(xí)到Java中null關(guān)鍵字的基本細(xì)節(jié)，并且探索一些技術(shù)來盡可能的減少null的檢查以及如何避免惡心的空指針異常。

1）首先，null是Java中的關(guān)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?nèi)缓髨箦e。

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

使用其他語言的程序員可能會有這個問題，但是現(xiàn)在IDE的使用已經(jīng)使得這個問題變得微不足道。現(xiàn)在，當(dāng)你敲代碼的時候，IDE像Eclipse、Netbeans可以糾正這個錯誤。但是使用其他工具像notepad、Vim、Emacs，這個問題卻會浪費你寶貴時間的。

2）就像每種原始類型都有默認(rèn)值一樣，如int默認(rèn)值為0，boolean的默認(rèn)值為false，null是任何引用類型的默認(rèn)值，不嚴(yán)格的說是所有object類型的默認(rèn)值。就像你創(chuàng)建了一個布爾類型的變量，它將false作為自己的默認(rèn)值，Java中的任何引用變量都將null作為默認(rèn)值。這對所有變量都是適用的，如成員變量、局部變量、實例變量、靜態(tài)變量（但當(dāng)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，你可以通過創(chuàng)建一個變量然后打印它的值來觀察這個引用變量，如下圖代碼所示：

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(tài)和非靜態(tài)的object來說都是正確的。就像你在這里看到的這樣，我將myObj定義為靜態(tài)引用，所以我可以在主方法里直接使用它。注意主方法是靜態(tài)方法，不可使用非靜態(tài)變量。

3）我們要澄清一些誤解，null既不是對象也不是一種類型，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(zhuǎn)化成任何類型，來看下面的代碼：

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(qiáng)制轉(zhuǎn)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賦給基本類型變量，例如int、double、float、boolean。如果你那樣做了，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(dāng)你直接將null賦值給基本類型，會出現(xiàn)編譯錯誤。但是如果將null賦值給包裝類object，然后將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針異常。這是Java中的自動拆箱導(dǎo)致的，我們將在下一個要點看到它。

5） 任何含有null值的包裝類在Java拆箱生成基本數(shù)據(jù)類型時候都會拋出一個空指針異常。一些程序員犯這樣的錯誤，他們認(rèn)為自動裝箱會將null轉(zhuǎn)換成各自基本類型的默認(rèn)值，例如對于int轉(zhuǎn)換成0，布爾類型轉(zhuǎn)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(dāng)你運行上面的代碼片段的時候，你會在控制臺上看到主線程拋出空指針異常。在使用HashMap和Integer鍵值的時候會發(fā)生很多這樣的錯誤。當(dāng)你運行下面代碼的時候就會出現(xiàn)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
} 
}
}

輸出：

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
at Test.main(Test.java:25)

這段代碼看起來非常簡單并且沒有錯誤。

你所做的一切是找到一個數(shù)字在數(shù)組中出現(xiàn)了多少次，這是Java數(shù)組中典型的尋找重復(fù)的技術(shù)。開發(fā)者首先得到以前的數(shù)值，然后再加一，最后把值放回Map里。程序員可能會以為，調(diào)用put方法時，自動裝箱會自己處理好將int裝箱成Interger，但是他忘記了當(dāng)一個數(shù)字沒有計數(shù)值的時候，HashMap的get()方法將會返回null，而不是0，因為Integer的默認(rèn)值是null而不是0。當(dāng)把null值傳遞給一個int型變量的時候自動裝箱將會返回空指針異常。

設(shè)想一下，如果這段代碼在一個if嵌套里，沒有在QA環(huán)境下運行，但是你一旦放在生產(chǎn)環(huán)境里，BOOM:-)

6）如果使用了帶有null值的引用類型變量，instanceof操作將會返回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");
}

輸出：

i
AmNull is NOT an instance of Integer

這是instanceof操作一個很重要的特性，使得對類型強(qiáng)制轉(zhuǎn)換檢查很有用

7）你可能知道不能調(diào)用非靜態(tài)方法來使用一個值為null的引用類型變量。它將會拋出空指針異常，但是你可能不知道，你可以使用靜態(tài)方法來使用一個值為null的引用類型變量。因為靜態(tài)方法使用靜態(tài)綁定，不會拋出空指針異常。下面是一個例子：

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");
}

輸出：

I am static method, can be called by null reference
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
at Testing.main(Testing.java:11)

8）你可以將null傳遞給方法使用，這時方法可以接收任何引用類型，例如public void print(Object obj)可以這樣調(diào)用print(null)。從編譯角度來看這是可以的，但結(jié)果完全取決于方法。Null安全的方法，如在這個例子中的print方法，不會拋出空指針異常，只是優(yōu)雅的退出。如果業(yè)務(wù)邏輯允許的話，推薦使用null安全的方法。

9）你可以使用==或者!=操作來比較null值，但是不能使用其他算法或者邏輯操作，例如小于或者大于。跟SQL不一樣，在Java中null==null將返回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){
}
}
}

輸出：

null == null is true in Java

這是關(guān)于Java中null的全部。通過Java編程的一些經(jīng)驗和使用簡單的技巧來避免空指針異常，你可以使你的代碼變得null安全。因為null經(jīng)常作為空或者未初始化的值，它是困惑的源頭。對于方法而言，記錄下null作為參數(shù)時方法有什么樣的行為也是非常重要的。

總而言之，記住，null是任何一個引用類型變量的默認(rèn)值，在java中你不能使用null引用來調(diào)用任何的instance方法或者instance變量。

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持億速云。