本文探讨了Java程序员对NullPointerException的普遍困扰，介绍了null引用在设计中的局限性，并提出使用Optional类和函数式编程如Groovy和Scala的null安全特性来改进代码可读性和健壮性。作者提倡在Java8中引入Optional类以更好地处理变量缺失问题。
众所周知，对任何一位Java程序员来说，无论是初出茅庐的素人，还是久经江湖的老司机，NullPointerException都是他心中的痛，可是我们又无能为力，因为这就是我们为了使用方便甚至不可避免的像null引用这样的构造所付出的代价。这就是程序设计世界里大家都持有的观点，然而，这可能并非事实的全部真相，只是我们根深蒂固的一种偏见。
1965年，英国一位名为Tony Hoare的计算机科学家在设计ALGOL W语言时提出了null引用的想法。
假设你需要处理下面这样的嵌套对象，这是一个拥有汽车及汽车保险的客户。
public class Person {
private Car car;
public Car getCar() {
return car;
}
}
public class Car {
private Insurance insurance;
public Insurance getInsurance() {
return insurance;
}
}
public class Insurance {
private String name;
public String getName() {
return name;
}
}
public String getCarInsuranceName(Person person) {
return person.getCar().getInsurance().getName();
}
这段代码看起来相当正常，但是现实生活中很多人没有车。所以调用getCar方法的结果会怎样呢？在实践中，一种比较常见的做法是返回一个null引用，表示该值的缺失，即用户没有车。
而接下来，对getInsurance的调用会返回null引用的insurance，这会导致运行时出现一个NullPointerException，终止程序的运行。但这还不是全部。如果返回的person值为null会怎样？如果getInsurance的返回值也是null，结果又会怎样？
采用防御式检查减少NullPointerException
怎样做才能避免这种不期而至的NullPointerException呢？通常，你可以在需要的地方添加null的检查（过于激进的防御式检查甚至会在不太需要的地方添加检测代码），并且添加的方式往往各有不同。
深层质疑
public String getCarInsuranceName(Person person) {
if (person != null) {
Car car = person.getCar();
if (car != null) {
Insurance insurance = car.getInsurance();
if (insurance != null) {
return insurance.getName();
}
}
}
return “Unknown”;
}
标记为“深层质疑”，原因是它不断重复着一种模式：每次你不确定一个变量是否为null时，都需要添加一个进一步嵌套的if块，也增加了代码缩进的层数。很明显，这种方式不具备扩展性，同时还牺牲了代码的可读性。
过多的退出语句
public String getCarInsuranceName(Person person) {
if (person == null) {
return “Unknown”;
}
Car car = person.getCar();
if (car == null) {
return “Unknown”;
}
Insurance insurance = car.getInsurance();
if (insurance == null) {
return “Unknown”;
}
return insurance.getName();
}
你试图避免深层递归的if语句块，采用了一种不同的策略：每次你遭遇null变量，都返回一个字符串常量“Unknown”。然而，这种方案远非理想，现在这个方法有了四个截然不同的退出点，使得代码的维护异常艰难。更糟的是，发生null时返回的默认值，即字符串“Unknown”在三个不同的地方重复出现——出现拼写错误的概率不小！当然，你可能会说，我们可以用把它们抽取到一个常量中的方式避免这种问题。
进一步而言，这种流程是极易出错的；如果你忘记检查了那个可能为null的属性会怎样？你会了解使用null来表示变量值的缺失是大错特错的。
null带来的种种问题
在Java程序开发中使用null会带来理论和实际操作上的种种问题
-
它是错误之源。 NullPointerException是目前Java程序开发中最典型的异常。
-
它会使你的代码膨胀。它让你的代码充斥着深度嵌套的null检查，代码的可读性糟糕透顶。
-
它自身是毫无意义的。null自身没有任何的语义，尤其是，它代表的是在静态类型语言中以一种错误的方式对
缺失变量值的建模。
-
它破坏了Java的哲学。Java一直试图避免让程序员意识到指针的存在，唯一的例外是：null指针。
-
它在Java的类型系统上开了个口子。null并不属于任何类型，这意味着它可以被赋值给任意引用类型的变量。这会导致问题，原因是当这个变量被传递到系统中的另一个部分后，你将无法获知这个null变量最初的赋值到底是什么类型。
其他语言中null的替代品
比如Groovy，通过引入安全导航操作符（Safe Navigation Operator，标记为?）可以安全访问可能为null的变量。
def carInsuranceName = person?.car?.insurance?.name
几乎所有的Java程序员碰到NullPointerException时的第一冲动就是添加一个if语句，在调用方法使用该变量之前检查它的值是否为null，快速地搞定问题。如果你按照这种方式解决问题，丝毫不考虑你的算法或者你的数据模型在这种状况下是否应该返回一个null，那么你其实并没有真正解决这个问题，只是暂时地掩盖了问题，使得下次该问题的调查和修复更加困难，而你很可能就是下个星期或下个月要面对这个问题的人。刚才的那种方式实际上是掩耳盗铃，只是在清扫地毯下的灰尘。
而Groovy的null安全解引用操作符也只是一个更强大的扫把，让我们可以毫无顾忌地犯错。你不会忘记做这样的检查，因为类型系统会强制你进行这样的操作。
另一些函数式语言，比如Haskell、Scala，试图从另一个角度处理这个问题。Haskell中包含了一个Maybe类型，它本质上是对optional值的封装。Maybe类型的变量可以是指定类型的值，也可以什么都不是。
但是它并没有null引用的概念。Scala有类似的数据结构，名字叫Option[T]，它既可以包含类型为T的变量，也可以不包含该变量要使用这种类型，你必须显式地调用Option类型的available操作，检查该变量是否有值，而这其实也是一种变相的“null检查”。
汲取Haskell和Scala的灵感，Java 8中引入了一个新的类java.util.Optional。这是一个封装Optional值的类。举例来说，使用新的类意味着，如果你知道一个人可能有也可能没有车，那么Person类内部的car变量就不应该声明为Car，遭遇某人没有车时把null引用赋值给它，而是应该直接将其声明为Optional类型。
变量存在时，Optional类只是对类简单封装。变量不存在时，缺失的值会被建模成一个“空”的Optional对象，由方法Optional.empty()返回。Optional.empty()方法是一个静态工厂方法，它返回Optional类的特定单一实例。
你可能还有疑惑，null引用和Optional.empty()有什么本质的区别吗？从语义上，你可以把它们当作一回事儿，但是实际中它们之间的差别非常大： 如果你尝试解引用一个null ， 一定会触发NullPointerException ， 不过使用Optional.empty()就完全没事儿，它是Optional类的一个有效对象，多种场景都能调用，
使用Optional而不是null的一个非常重要而又实际的语义区别是，第一个例子中，我们在声明变量时使用的是Optional类型，而不是Car类型，这句声明非常清楚地表明了这里发生变量缺失是允许的。与此相反，使用Car这样的类型，可能将变量赋值为null，这意味着你需要独立面对这些，你只能依赖你对业务模型的理解，判断一个null是否属于该变量的有效范畴。
使用Optional类对最初的代码进行重构
public class Person {
private Optional car;
public Optional getCar() {
return car;
}
}
public class Car {
private Optional insurance;
public Optional getInsurance() {
return insurance;
}
}
public class Insurance {
private String name;
public String getName() {
return name;
}
}
在你的代码中始终如一地使用Optional，能非常清晰地界定出变量值的缺失是结构上的问题，还是你算法上的缺陷，抑或是你数据中的问题。另外，我们还想特别强调，引入Optional类的意图并非要消除每一个null引用。与此相反，它的目标是帮助你更好地设计出普适的API，让程序员看到方法签名，就能了解它是否接受一个Optional的值。这种强制会让你更积极地将变量从Optional中解包出来，直面缺失的变量值。
创建Optional对象
声明一个空的Optional
Optional optCar = Optional.empty();
依据一个非空值创建Optional
Optional optCar = Optional.of(car);
如果car是一个null，这段代码会立即抛出一个NullPointerException，而不是等到你试图访问car的属性值时才返回一个错误。
可接受null的Optional
Optional optCar = Optional.ofNullable(car);
使用map从Optional对象中提取和转换值
从对象中提取信息是一种比较常见的模式。比如，你可能想要从insurance公司对象中提取公司的名称。提取名称之前，你需要检查insurance对象是否为null
String name = null;
if(insurance != null){
name = insurance.getName();
}
为了支持这种模式，Optional提供了一个map方法
Optional optInsurance = Optional.ofNullable(insurance);
Optional name = optInsurance.map(Insurance::getName);
使用flatMap链接Optional对象
public String getCarInsuranceName(Person person) {
return person.getCar().getInsurance().getName();
}
你的第一反应可能是我们可以利用map重写之前的代码，
Optional optPerson = Optional.of(person);
Optional name = optPerson.map(Person::getCar)
.map(Car::getInsurance)
.map(Insurance::getName);
不幸的是，这段代码无法通过编译。
optPerson是Optional类型的变量， 调用map方法应该没有问题。但getCar返回的是一个Optional类型的对象，这意味着map操作的结果是一个Optional<Optional>类型的对象。
因此，它对getInsurance的调用是非法的，因为最外层的optional对象包含了另一个optional对象的值，而它当然不会支持getInsurance方法。
flatMap方法解决这个问题。
使用流时，flatMap方法接受一个函数作为参数，这个函数的返回值是另一个流。这个方法会应用到流中的每一个元素，最终形成一个新的流的流。但是flagMap会用流的内容替换每个新生成的流。
换句话说，由方法生成的各个流会被合并或者扁平化为一个单一的流。这里你希望的结果其实也是类似的，但是你想要的是将两层的optional合并为一个。
小编13年上海交大毕业，曾经在小公司待过，也去过华为、OPPO等大厂，18年进入阿里一直到现在。
深知大多数初中级Java工程师，想要提升技能，往往是自己摸索成长，但自己不成体系的自学效果低效又漫长，而且极易碰到天花板技术停滞不前！
因此收集整理了一份《2024年最新Java开发全套学习资料》送给大家，初衷也很简单，就是希望能够帮助到想自学提升又不知道该从何学起的朋友，同时减轻大家的负担。
由于文件比较大，这里只是将部分目录截图出来，每个节点里面都包含大厂面经、学习笔记、源码讲义、实战项目、讲解视频
如果你觉得这些内容对你有帮助，可以添加下面V无偿领取！（备注Java）
最后
为什么我不完全主张自学？
①平台上的大牛基本上都有很多年的工作经验了，你有没有想过之前行业的门槛是什么样的，现在行业门槛是什么样的？以前企业对于程序员能力要求没有这么高，甚至十多年前你只要会写个“Hello World”，你都可以入门这个行业，所以以前要入门是完全可以入门的。
②现在也有一些优秀的年轻大牛，他们或许也是自学成才，但是他们一定是具备优秀的学习能力，优秀的自我管理能力（时间管理，静心坚持等方面）以及善于发现问题并总结问题。
如果说你认为你的目标十分明确，能做到第②点所说的几个点，以目前的市场来看，你才真正的适合去自学。
除此之外，对于绝大部分人来说，报班一定是最好的一种快速成长的方式。但是有个问题，现在市场上的培训机构质量参差不齐，如果你没有找准一个好的培训班，完全是浪费精力，时间以及金钱，这个需要自己去甄别选择。
我个人建议线上比线下的性价比更高，线下培训价格基本上没2W是下不来的，线上教育现在比较成熟了，此次疫情期间，学生基本上都感受过线上的学习模式。相比线下而言，线上的优势以我的了解主要是以下几个方面：
①价格：线上的价格基本上是线下的一半；
②老师：相对而言线上教育的师资力量比线下更强大也更加丰富，资源更好协调；
③时间：学习时间相对而言更自由，不用裸辞学习，适合边学边工作，降低生活压力；
④课程：从课程内容来说，确实要比线下讲的更加深入。
应该学哪些技术才能达到企业的要求？（下图总结）
才，但是他们一定是具备优秀的学习能力，优秀的自我管理能力（时间管理，静心坚持等方面）以及善于发现问题并总结问题。
如果说你认为你的目标十分明确，能做到第②点所说的几个点，以目前的市场来看，你才真正的适合去自学。
除此之外，对于绝大部分人来说，报班一定是最好的一种快速成长的方式。但是有个问题，现在市场上的培训机构质量参差不齐，如果你没有找准一个好的培训班，完全是浪费精力，时间以及金钱，这个需要自己去甄别选择。
我个人建议线上比线下的性价比更高，线下培训价格基本上没2W是下不来的，线上教育现在比较成熟了，此次疫情期间，学生基本上都感受过线上的学习模式。相比线下而言，线上的优势以我的了解主要是以下几个方面：
①价格：线上的价格基本上是线下的一半；
②老师：相对而言线上教育的师资力量比线下更强大也更加丰富，资源更好协调；
③时间：学习时间相对而言更自由，不用裸辞学习，适合边学边工作，降低生活压力；
④课程：从课程内容来说，确实要比线下讲的更加深入。
应该学哪些技术才能达到企业的要求？（下图总结）
[外链图片转存中…(img-AqynJrP7-1711160676969)]
[外链图片转存中…(img-uLteQ9LP-1711160676969)]
扫一扫
9443
被折叠的 条评论
为什么被折叠?
到【灌水乐园】发言
