使用“空”对象替代引用是否为空判断

使用Null对象替代引用是否为空判断

编程语言中最常见运行时异常非NullPointerException莫属，只要程序依赖于外部的输入数据，比如说http请求传递的查询字符串参数、关系数据库连接、磁盘文件读取，空引用异常就无法避免。通常，程序需要满足某些条件才能正常的往下执行，假如这些条件依赖外部输入数据，而这些外部输入的数据肯定无法保证百分百不出错，比如说网络连接失败、数据库用户名密码错误等，当程序被这些节外生枝的障碍打断时，空引用异常就极有可能被引发。

比如说，原本我们调用一个方法，这个方法会执行连接数据库操作并返回一个数据库连接对象。然而，由于某种原因导致连接失败，这个方法并没有照常返回数据库连接对象而是返回一个null值，当我们使用对象时假如不进行是否为空检测，程序就会抛出NullPointerException，但是假如进行检测的话代码又会变得极其丑陋，没有程序员喜欢自己的代码中到处都是if(connection == null)这样的条件判断。

而且这种对象是否为空的判断还会传播，在一系列函数调用的过程中，其中某一个调用返回一个null值，这个函数调用栈中所有的调用都有可能受到波及，直到最外层的调用。这些函数中会出现很多是否为空的判断，严重影响代码的美观程度、可读性，甚至还增加了出BUG的几率。

空引用问题是永远无法避免的，除非从语言层面进行解决，现在一些现代的新语言的设计已经引入避免此问题的机制。但是一些年纪较大的语言，比如说Java，只能通过一些代码编写技巧来尽量弱化空引用带来的问题。「使用Null对象代替是否为空判断」是一种流行的解决此问题的技巧。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        getWorstLanguage(false).toString();
        getBestLanguage(false).toString();
    }
    
    public  static String getWorstLanguage( boolean exists) {
        if(exists ) {
            return "Java";
        } else {
            return "";
        }
    }
    
    public static String getBestLanguage( boolean exists ) {
        if( exists ) {
            return "PHP";
        } else {
            return null;
        }
    }
}

main方法中第二行代码执行会抛出空引用异常。其实两个方法的if条件都没有被满足，然而它们一个返回长度为0的空字符串，一个返回null，空字符串虽然没有实际意义，但却并非是空引用，因此在其上执行操作不会抛出空引用异常，代码也是相对安全的。

想要避免getBestLanguage方法使用时有可能会引发的异常，一般都会这么做

        String  result = getBestLanguage(false);
        if (result != null) {
            result.toString();
        }

显然这并不如getWorstLanguage方法返回空字符串的方式来的优雅。如果你对字符串的长度有依赖，可以以

if (result.length() == 0 ) {}

这种方式进行判断，至少它没有出现异常的危险。

同样，在方法返回值为其它对象类型的时候也可以借鉴并扩展这种思路。

public class Customer {
        String _name;
 
        public Customer() { }
 
        public Customer(String name) {
            _name = name;
        }
 
        public String GetName() {
            return _name;
        }
    }
 
    public class Site {
        Customer _customer;
 
        public Site() {
        }
 
        public Site(Customer customer) {
            _customer = customer;
        }
 
        public Customer GetCustomer() {
            return _customer;
        }
    }

有Customer 和 Site 两个类，Site类的GetCustomer会返回一个Customer对象，但假如实例化Site对象时使用无参数构造函数，GetCustomer将返回一个空引用。

        Site site = new Site();
        Customer customer = site.GetCustomer();
        String name = customer == null ? "guest" : customer.GetName();
        System.out.println(name);

像这种方式使用那两个类，在调用GetName方法时，除非进行是否为空校验，否则程序会抛出空引用异常。假如site对象和它的GetCustomer会被频繁的调用，将是难以忍受的，因为customer == null 这样的条件判断会充斥在项目代码的各处。

我们可以引入一个“空”对象来改善这个问题

 public class Customer {
        String _name;
 
        public Customer() { }
 
        public Customer(String name) {
            _name = name;
        }
 
        public String GetName() {
            return _name;
        }
 
 
        public boolean IsNull()
        {
            return false;
        }
    }
 
    public class NullCustomer extends Customer {
        public NullCustomer() {}
 
        @Override
        public boolean IsNull() {
            return true;
        }
 
        @Override
        public String GetName() {
            return "guest";
        }
    }
 
    public static class Site {
        Customer _customer;
 
        public Site() {
        }
 
        public Site(Customer customer) {
            _customer = customer;
        }
 
        public Customer GetCustomer() {
            return _customer == null ? new NullCustomer(): _customer;
        }
    }

Customer类添加了一个IsNull的实例方法。

Site 类的GetCustomer方法内部进行了_customer 成员是否为空的判断，这其实就是把原来在外面的空引用判断提取到了类的内部，把逻辑给封装了起来。

与此同时，我们引入了NullCustomer类型，它继承至Customer，是一个Customer的特例，表示Site对象中_customer成员为空的情况，替代它非空时的行为，这正如他的命名NullCustomer。

原本调用Site对象GetCustomer有可能返回的null值被NullCustomer类的实例所代替，这样代码的外部可以放心的使用GetCustomer的返回值，不用再提心吊胆的生怕返回空值，也不用做是否为空的判断。

public static void main(String[] args) {
        Site site = new Site();
        Customer customer = site.GetCustomer();
        String name = customer.GetName();
        System.out.println(name);
    }

如果要确定GetCustomer的返回值是否为空的情况，可用调用customer对象的IsNull方法

        Customer customer = site.GetCustomer();
        if(customer.IsNull()) {
            
        }

因为不管是Customer 类还是NullCustomer都实现了这个方法，并且Customer的IsNull方法返回的false， NullCustomer类重写了重Customer继承来的IsNull方法，并返回为true，这种利用多态来面向接口编程的方式，正好满足了我们的需求。

总而言之，引用“空”对象可以很好的解决空引用这个牛皮癣似的问题。然而，引入这个机制还需要跟代码的实际情况结合，假如某个对象为空的情况只出现有限的几次，那引入这种机制显得有些杀鸡用牛刀的味道了，使用是否为空判断反而更加轻松；当某个对象是否为空的判断频繁的出现在代码之中，那么使用“空”对象来代替if判断才有实际的意义。