Alternatyvūs metodai, kaip išvengti „NullPointerException“ programoje „Java“.

Nulių tvarkymas Java: alternatyvų tyrinėjimas

Java programavimo atveju susidūrimas su NullPointerException gali būti dažna ir varginanti problema. Įprastas būdas to išvengti yra naudoti tokius patikrinimus kaip x != null prieš atliekant operacijas su objektu. Šis metodas, nors ir veiksmingas, gali sukelti daug žodžių ir netvarkingą kodą.

Kadangi „Java“ kūrėjai siekia švaresnio ir labiau prižiūrimo kodo, svarbūs tampa alternatyvūs null verčių tvarkymo būdai. Šiame straipsnyje mes išnagrinėsime įvairias strategijas, kaip valdyti „Java“ nulinius elementus, užtikrinant tvirtą ir skaitomą kodą, nepasikliaujant vien nuliniais patikrinimais.

Pažangūs „Java“ nulinių verčių valdymo metodai

Pirmajame scenarijuje mes naudojame Optional klasė, įdiegta „Java 8“, kad būtų galima elegantiškiau apdoroti galimas nulines reikšmes. The Optional.ofNullable(value) metodas sukuria an Optional objektas, kuriame gali būti arba negali būti nulio reikšmės. Naudojant optionalValue.ifPresent(v -> System.out.println("Value is: " + v)), užtikriname, kad lambda išraiškos kodas būtų vykdomas tik tuo atveju, jei Optional yra reikšmė, todėl išvengiama a NullPointerException. Šis metodas ne tik supaprastina nulinius patikrinimus, bet ir skatina funkcinio programavimo praktiką, todėl kodas tampa lengviau skaitomas ir prižiūrimas.

Antrasis scenarijus demonstruoja Null Object Pattern – dizaino šablono, kuris naudoja polimorfizmą, numatytąjį veikimą nuliniams atvejams, naudojimą. Mes apibrėžiame an interface pavadintas Animal su metodu makeSound(). Tada sukuriame a Dog klasė, kuri tai įgyvendina interface ir a NullAnimal klasė, kuri suteikia numatytąjį nieko nedarymo įgyvendinimą. Grąžinant a NullAnimal vietoj null, mes visiškai vengiame nulinių patikrinimų. The getAnimal(String type) metodas grąžina a Dog objektas tam tikram tipui ir a NullAnimal kitaip. Tokiu būdu skambinimo kodas visada gali skambinti makeSound() nesijaudindami dėl nulinių patikrinimų, taip pašalindami NullPointerException.

Neprivalomas naudojimas norint tvarkyti nulius Java programoje

Java 8+ programavimas

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
    }
}

Nulinio objekto šablono naudojimas norint išvengti nulinių patikrinimų

Java dizaino modeliai

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();
    }
}

Nulinės saugos gerinimas naudojant „Java“ @NonNull komentarus

Kitas veiksmingas būdas išvengti NullPointerException Java yra tokių anotacijų naudojimas @NonNull iš paketo javax.validation.constraints arba panašių komentarų iš kitų bibliotekų, pvz., Lombok. Šios anotacijos gali būti naudojamos norint nurodyti, kad kintamasis, parametras arba grąžinama reikšmė negali būti nulinė. Tai papildo kompiliavimo laiko tikrinimo sluoksnį, kuris padeda nustatyti galimas nulines problemas dar net nepaleidžiant kodui. Komentuodami savo metodo parametrus ir grąžindami reikšmes su @NonNull, įgyvendinate sutartį, kad šios vertės niekada negali būti niekinės, todėl kodas bus saugesnis ir labiau nuspėjamas.

Be to, į savo kūrimo procesą integravus tokius įrankius kaip „NullAway“ ar „Checker Framework“, galima dar labiau padidinti nulinę saugą. Šie įrankiai analizuoja jūsų kodų bazę dėl negaliojimo problemų ir užtikrina niekinių sutarčių vykdymą, kad būtų lengviau išlaikyti patikimą ir be klaidų kodų bazę. Jie suteikia aktyvesnį požiūrį, nes anksti kūrimo ciklo pradžioje nustato negaliojimo problemas. Naudojant šias anotacijas ir įrankius ne tik sumažinamos vykdymo laiko klaidos, bet ir pagerėja kodo skaitomumas bei priežiūra, aiškiai nurodant, kurie kintamieji neturėtų būti nuliniai.

Įprasti „Java“ „NullPointerException“ klausimai ir sprendimai

1. Kas yra NullPointerException?
2. A NullPointerException yra klaida, atsirandanti „Java“, kai programa bando naudoti objekto nuorodą, kurios reikšmė yra null.
3. Kaip išvengti NullPointerException?
4. Galite išvengti NullPointerException naudojant tokias technikas kaip Optional, Nulinio objekto šablonas ir @NonNull komentarus arba integruojant nulio tikrinimo įrankius.
5. Kas yra „Java“ pasirenkamoji klasė?
6. The Optional klasė yra konteinerio objektas, naudojamas objektams, kurie nėra nuliniai. Tai padeda išvengti nulinių patikrinimų ir NullPointerException pateikiant metodus, kurie grakščiai tvarko nulines reikšmes.
7. Kaip Null Object Pattern padeda?
8. Nulinio objekto šablonas naudoja polimorfizmą, kad pateiktų numatytąjį objektą, kuris nėra nulinis, todėl nereikia tikrinti nulinių.
9. Kas yra @NonNull komentarai?
10. @NonNull komentarai rodo, kad kintamasis, parametras arba grąžinama reikšmė negali būti nulinė, o tai padeda sugauti galimas nulines problemas kompiliavimo metu.
11. Ar tokie įrankiai kaip NullAway gali padėti užtikrinti nulinį saugumą?
12. Taip, tokie įrankiai kaip „NullAway“ analizuoja jūsų kodų bazę, kad nustatytų negaliojimo problemas, ir įgyvendina niekines sutartis, pagerindami kodo patikimumą ir priežiūrą.
13. Kaip tvarkyti nulines reikšmes kolekcijose?
14. Tu gali naudoti Optional kolekcijose arba naudokite nulinius metodus iš bibliotekų, tokių kaip Apache Commons Collections, kad tvarkytumėte nulines reikšmes.
15. Kas yra tikrintuvo sistema?
16. „Checker Framework“ yra įrankis, kuris naudoja anotacijas negaliojančių sutarčių ir kitų tipų sistemos ypatybių vykdymui kompiliavimo metu.
17. Ar galiu naudoti „try-catch“ blokus „NullPointerException“ tvarkymui?
18. Nors galite naudoti bandomuosius blokus, geriau jų vengti NullPointerException atlikdami tinkamus nulinius patikrinimus ir naudodami geriausią praktiką, pvz., komentarus ir dizaino modelius.
19. Ar yra geriausios praktikos, kaip išvengti API nulio?
20. Taip, visada dokumentuokite negaliojimo lūkesčius savo API, naudokite @NonNull komentarus ir apsvarstykite galimybę grįžti Optional vietoj null metodams, kurie gali nepateikti reikšmės.

„Java“ nulinio valdymo strategijų užbaigimas

„Java“ versijoje su nulinėmis reikšmėmis susidoroti gali būti sudėtinga, tačiau naudodami tinkamus metodus galite to išvengti NullPointerException efektyviai. Naudojant Optional, įgyvendinant Null Object Pattern ir naudojant @NonNull anotacijas, kūrėjai gali parašyti švaresnį, saugesnį kodą. Be to, integruojant tokius įrankius kaip „NullAway“ dar labiau padidinama nulinė sauga ir problemos išsprendžiamos ankstyvame kūrimo proceso etape. Taikant šias strategijas išvengiama ne tik įprastų vykdymo klaidų, bet ir prisidedama prie patikimesnės ir prižiūrimesnės programinės įrangos.