Εναλλακτικές προσεγγίσεις για την αποφυγή NullPointerException σε Java

Gerald Girard
Τρίτη, 18 Ιουνίου 2024 - 12:34:08 μ.μ.
Java

Handling Nulls in Java: Exploring Alternatives

Στον προγραμματισμό Java, η αντιμετώπιση ενός NullPointerException μπορεί να είναι ένα κοινό και απογοητευτικό ζήτημα. Η τυπική προσέγγιση για να αποφευχθεί αυτό είναι χρησιμοποιώντας ελέγχους όπως x != null πριν προχωρήσετε σε λειτουργίες σε ένα αντικείμενο. Αυτή η μέθοδος, αν και αποτελεσματική, μπορεί να οδηγήσει σε περίπλοκο και ακατάστατο κώδικα.

Καθώς οι προγραμματιστές Java αναζητούν πιο καθαρό και πιο διατηρήσιμο κώδικα, οι εναλλακτικές τεχνικές για τον χειρισμό των μηδενικών τιμών καθίστανται απαραίτητες. Σε αυτό το άρθρο, θα εξερευνήσουμε διάφορες στρατηγικές για τη διαχείριση των μηδενικών στοιχείων στην Java, διασφαλίζοντας ισχυρό και ευανάγνωστο κώδικα χωρίς να βασιζόμαστε αποκλειστικά σε μηδενικούς ελέγχους.

Εντολή Περιγραφή
Optional<T>.ofNullable(value) Δημιουργεί ένα Προαιρετικό αντικείμενο που μπορεί να περιέχει ή να μην περιέχει μια μη μηδενική τιμή.
Optional<T>.ifPresent(Consumer) Εκτελεί την παρεχόμενη έκφραση λάμδα εάν το Προαιρετικό περιέχει μια τιμή.
interface Ορίζει έναν αφηρημένο τύπο με μεθόδους που μπορεί να εφαρμόσει μια κλάση.
class Ορίζει μια νέα κλάση, η οποία είναι ένα προσχέδιο για τη δημιουργία αντικειμένων.
public Ένας τροποποιητής πρόσβασης που κάνει την κλάση, τη μέθοδο ή το πεδίο προσβάσιμο από οποιαδήποτε άλλη κλάση.
void Καθορίζει ότι μια μέθοδος δεν επιστρέφει καμία τιμή.
System.out.println() Εκτυπώνει ένα μήνυμα στην τυπική έξοδο (κονσόλα).

Προηγμένες τεχνικές για τη διαχείριση μηδενικών τιμών στην Java

Στο πρώτο σενάριο, χρησιμοποιούμε το κλάση που εισήχθη στην Java 8 για να χειρίζεται πιο κομψά πιθανές μηδενικές τιμές. ο μέθοδος δημιουργεί ένα αντικείμενο που μπορεί να περιέχει ή όχι μια μη μηδενική τιμή. Με τη χρήση optionalValue.ifPresent(v -> System.out.println("Value is: " + v)), διασφαλίζουμε ότι ο κώδικας μέσα στην έκφραση λάμδα εκτελείται μόνο εάν το περιέχει μια τιμή, αποφεύγοντας έτσι το α . Αυτή η προσέγγιση όχι μόνο απλοποιεί τους μηδενικούς ελέγχους αλλά προωθεί επίσης λειτουργικές πρακτικές προγραμματισμού, καθιστώντας τον κώδικα πιο ευανάγνωστο και διατηρήσιμο.

Το δεύτερο σενάριο δείχνει τη χρήση του Μοτίβου Null Object, ενός σχεδίου μοτίβου που χρησιμοποιεί πολυμορφισμό για να παρέχει μια προεπιλεγμένη συμπεριφορά για μηδενικές περιπτώσεις. Ορίζουμε ένα επώνυμα με μια μέθοδο . Στη συνέχεια, δημιουργούμε ένα Dog κλάση που το υλοποιεί και ένα κλάση που παρέχει μια προεπιλεγμένη υλοποίηση, χωρίς να κάνει τίποτα. Επιστρέφοντας α αντί null, αποφεύγουμε εντελώς τους μηδενικούς ελέγχους. ο η μέθοδος επιστρέφει α αντικείμενο για συγκεκριμένο τύπο και α σε διαφορετική περίπτωση. Με αυτόν τον τρόπο, ο κωδικός κλήσης μπορεί πάντα να καλεί makeSound() χωρίς να ανησυχείτε για μηδενικούς ελέγχους, εξαλείφοντας έτσι .

Χρήση του Προαιρετικού για χειρισμό μηδενικών στην Java

Προγραμματισμός Java 8+

import java.util.Optional;

public class AvoidNullChecks {
    public static void main(String[] args) {
        String value = getValue();
        Optional<String> optionalValue = Optional.ofNullable(value);
        optionalValue.ifPresent(v -> System.out.println("Value is: " + v));
    }

    private static String getValue() {
        return null; // Simulating a null return value
    }
}

Χρήση του μοτίβου μηδενικού αντικειμένου για την αποφυγή μηδενικών ελέγχων

Java Design Patterns

interface Animal {
    void makeSound();
}

class Dog implements Animal {
    public void makeSound() {
        System.out.println("Bark");
    }
}

class NullAnimal implements Animal {
    public void makeSound() {
        // Do nothing
    }
}

public class NullObjectPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = getAnimal("cat");
        animal.makeSound();
    }

    private static Animal getAnimal(String type) {
        if ("dog".equals(type)) {
            return new Dog();
        }
        return new NullAnimal();
    }
}

Ενίσχυση της μηδενικής ασφάλειας με τους σχολιασμούς @NonNull της Java

Μια άλλη αποτελεσματική προσέγγιση για την αποφυγή στην Java είναι η χρήση σχολιασμών όπως από το πακέτο javax.validation.constraints ή παρόμοιους σχολιασμούς από άλλες βιβλιοθήκες όπως η Lombok. Αυτοί οι σχολιασμοί μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να καθοριστεί ότι μια μεταβλητή, μια παράμετρος ή μια τιμή επιστροφής δεν μπορεί να είναι μηδενική. Αυτό προσθέτει ένα επίπεδο ελέγχου χρόνου μεταγλώττισης που βοηθά στην αντιμετώπιση πιθανών μηδενικών προβλημάτων πριν ακόμη εκτελεστεί ο κώδικας. Σημειώνοντας τις παραμέτρους της μεθόδου σας και επιστρέφοντας τιμές με , επιβάλλετε μια σύμβαση σύμφωνα με την οποία αυτές οι τιμές δεν πρέπει ποτέ να είναι μηδενικές, οδηγώντας σε ασφαλέστερο και πιο προβλέψιμο κώδικα.

Επιπλέον, η ενσωμάτωση εργαλείων όπως το NullAway ή το Checker Framework στη διαδικασία δόμησής σας μπορεί να βελτιώσει περαιτέρω την μηδενική ασφάλεια. Αυτά τα εργαλεία αναλύουν τη βάση κώδικα σας για ζητήματα μηδενισμού και επιβάλλουν μηδενικές συμβάσεις, διευκολύνοντας τη διατήρηση μιας ισχυρής και χωρίς σφάλματα βάσης κώδικα. Παρέχουν μια πιο προληπτική προσέγγιση εντοπίζοντας ζητήματα μηδενισμού νωρίς στον κύκλο ανάπτυξης. Η αξιοποίηση αυτών των σχολιασμών και εργαλείων όχι μόνο μειώνει τα σφάλματα χρόνου εκτέλεσης, αλλά βελτιώνει επίσης την αναγνωσιμότητα και τη συντηρησιμότητα του κώδικα, υποδεικνύοντας σαφώς ποιες μεταβλητές αναμένεται να είναι μη μηδενικές.

  1. Τι είναι το NullPointerException;
  2. ΕΝΑ είναι ένα σφάλμα που παρουσιάζεται στην Java όταν μια εφαρμογή επιχειρεί να χρησιμοποιήσει μια αναφορά αντικειμένου που έχει την τιμή null.
  3. Πώς μπορώ να αποφύγω το NullPointerException;
  4. Μπορείτε να αποφύγετε χρησιμοποιώντας τεχνικές όπως , το μοτίβο μηδενικού αντικειμένου και σχολιασμούς ή με την ενσωμάτωση εργαλείων μηδενικού ελέγχου.
  5. Τι είναι η Προαιρετική τάξη στην Java;
  6. ο Η class είναι ένα αντικείμενο κοντέινερ που χρησιμοποιείται για να περιέχει μη μηδενικά αντικείμενα. Βοηθά στην αποφυγή μηδενικών επιταγών και παρέχοντας μεθόδους που χειρίζονται τις μηδενικές τιμές με χάρη.
  7. Πώς βοηθά το Μοτίβο Null Object;
  8. Το μοτίβο μηδενικού αντικειμένου χρησιμοποιεί πολυμορφισμό για να παρέχει σε ένα μη μηδενικό αντικείμενο προεπιλεγμένη συμπεριφορά, εξαλείφοντας την ανάγκη για μηδενικούς ελέγχους.
  9. Τι είναι οι σχολιασμοί @NonNull;
  10. Οι σχολιασμοί υποδεικνύουν ότι μια μεταβλητή, μια παράμετρος ή μια τιμή επιστροφής δεν μπορεί να είναι μηδενική, βοηθώντας στον εντοπισμό πιθανών μηδενικών προβλημάτων κατά τη στιγμή της μεταγλώττισης.
  11. Μπορούν εργαλεία όπως το NullAway να βοηθήσουν στη μηδενική ασφάλεια;
  12. Ναι, εργαλεία όπως το NullAway αναλύουν τη βάση κώδικα σας για ζητήματα μηδενισμού και επιβάλλουν μηδενικές συμβάσεις, βελτιώνοντας την αξιοπιστία και τη συντηρησιμότητα του κώδικα.
  13. Πώς χειρίζομαι τις μηδενικές τιμές στις συλλογές;
  14. Μπορείς να χρησιμοποιήσεις σε συλλογές ή χρησιμοποιήστε μηδενικές μεθόδους από βιβλιοθήκες όπως τις συλλογές Apache Commons για να χειριστείτε μηδενικές τιμές.
  15. Τι είναι το Checker Framework;
  16. Το Checker Framework είναι ένα εργαλείο που χρησιμοποιεί σχολιασμούς για να επιβάλει συμβάσεις μηδενισμού και άλλες ιδιότητες συστήματος τύπων κατά τη στιγμή της μεταγλώττισης.
  17. Μπορώ να χρησιμοποιήσω μπλοκ try-catch για να χειριστώ το NullPointerException;
  18. Ενώ μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μπλοκ try-catch, είναι καλύτερα να το αποφύγετε μέσω κατάλληλων μηδενικών ελέγχων και χρησιμοποιώντας βέλτιστες πρακτικές όπως σχολιασμούς και μοτίβα σχεδίασης.
  19. Υπάρχουν βέλτιστες πρακτικές για την αποφυγή μηδενισμού στα API;
  20. Ναι, να τεκμηριώνετε πάντα τις προσδοκίες μηδενισμού στο API σας, χρησιμοποιήστε σχολιασμούς και σκεφτείτε να επιστρέψετε αντί για null για μεθόδους που ενδέχεται να μην επιστρέφουν τιμή.

Συμπλήρωση μηδενικών στρατηγικών χειρισμού Java

Στην Java, η αντιμετώπιση μηδενικών τιμών μπορεί να είναι δύσκολη, αλλά με τις σωστές τεχνικές, μπορείτε να την αποφύγετε αποτελεσματικά. Με τη χρήση , υλοποίηση του Μοτίβου Null Object και αξιοποίηση σχολιασμοί, οι προγραμματιστές μπορούν να γράψουν καθαρότερο, ασφαλέστερο κώδικα. Επιπλέον, η ενσωμάτωση εργαλείων όπως το NullAway ενισχύει περαιτέρω την μηδενική ασφάλεια, εντοπίζοντας προβλήματα νωρίς στη διαδικασία ανάπτυξης. Η υιοθέτηση αυτών των στρατηγικών όχι μόνο αποτρέπει κοινά σφάλματα χρόνου εκτέλεσης, αλλά συμβάλλει επίσης σε πιο ισχυρό και συντηρήσιμο λογισμικό.