[Google Guava] 1.1-使用和避免null

原文連接 譯文連接 譯者: 沈義揚

   Doug Lea 說，「Null 真糟糕。」

  當Sir C. A. R. Hoare 使用了null引用後說，」使用它致使了十億美金的錯誤。」

輕率地使用null可能會致使不少使人驚愕的問題。經過學習Google底層代碼庫，咱們發現95%的集合類不接受null值做爲元素。咱們認爲， 相比默默地接受null，使用快速失敗操做拒絕null值對開發者更有幫助。

此外，Null的含糊語義讓人很不舒服。Null不多能夠明確地表示某種語義，例如，Map.get(key)返回Null時，可能表示map中的值是null，亦或map中沒有key對應的值。Null能夠表示失敗、成功或幾乎任何狀況。使用Null之外的特定值，會讓你的邏輯描述變得更清晰。

Null確實也有合適和正確的使用場景，如在性能和速度方面Null是廉價的，並且在對象數組中，出現Null也是沒法避免的。但相對於底層庫來講，在應用級別的代碼中，Null每每是致使混亂，疑難問題和模糊語義的元兇，就如同咱們舉過的Map.get(key)的例子。最關鍵的是，Null自己沒有定義它表達的意思。

鑑於這些緣由，不少Guava工具類對Null值都採用快速失敗操做，除非工具類自己提供了針對Null值的因變措施。此外，Guava還提供了不少工具類，讓你更方便地用特定值替換Null值。

具體案例

不要在Set中使用null，或者把null做爲map的鍵值。使用特殊值表明null會讓查找操做的語義更清晰。

若是你想把null做爲map中某條目的值，更好的辦法是 不把這一條目放到map中，而是單獨維護一個」值爲null的鍵集合」 (null keys)。Map 中對應某個鍵的值是null，和map中沒有對應某個鍵的值，是很是容易混淆的兩種狀況。所以，最好把值爲null的鍵分離開，而且仔細想一想，null值的鍵在你的項目中到底表達了什麼語義。

若是你須要在列表中使用null——而且這個列表的數據是稀疏的，使用Map<Integer, E>可能會更高效，而且更準確地符合你的潛在需求。

此外，考慮一下使用天然的null對象——特殊值。舉例來講，爲某個enum類型增長特殊的枚舉值表示null，好比java.math.RoundingMode就定義了一個枚舉值UNNECESSARY，它表示一種不作任何舍入操做的模式，用這種模式作舍入操做會直接拋出異常。

若是你真的須要使用null值，可是null值不能和Guava中的集合實現一塊兒工做，你只能選擇其餘實現。好比，用JDK中的Collections.unmodifiableList替代Guava的ImmutableList

Optional

大多數狀況下，開發人員使用null代表的是某種缺失情形：多是已經有一個默認值，或沒有值，或找不到值。例如，Map.get返回null就表示找不到給定鍵對應的值。

Guava用Optional<T>表示可能爲null的T類型引用。一個Optional實例可能包含非null的引用（咱們稱之爲引用存在），也可能什麼也不包括（稱之爲引用缺失）。它從不說包含的是null值，而是用存在或缺失來表示。但Optional從不會包含null值引用。

1	Optional<Integer> possible = Optional.of(5);

2

3	possible.isPresent(); // returns true

4

5	possible.get(); // returns 5

Optional無心直接模擬其餘編程環境中的」可選」 or 「可能」語義，但它們的確有類似之處。

Optional最經常使用的一些操做被羅列以下：

建立Optional實例（如下都是靜態方法）：

Optional.of(T)	建立指定引用的Optional實例，若引用爲null則快速失敗
Optional.absent()	建立引用缺失的Optional實例
Optional.fromNullable(T)	建立指定引用的Optional實例，若引用爲null則表示缺失

用Optional實例查詢引用（如下都是非靜態方法）：

boolean isPresent()	若是Optional包含非null的引用（引用存在），返回true
T get()	返回Optional所包含的引用，若引用缺失，則拋出java.lang.IllegalStateException
T or(T)	返回Optional所包含的引用，若引用缺失，返回指定的值
T orNull()	返回Optional所包含的引用，若引用缺失，返回null
Set<T> asSet()	返回Optional所包含引用的單例不可變集，若是引用存在，返回一個只有單一元素的集合，若是引用缺失，返回一個空集合。

使用Optional的意義在哪兒？

使用Optional除了賦予null語義，增長了可讀性，最大的優勢在於它是一種傻瓜式的防禦。Optional迫使你積極思考引用缺失的狀況，由於你必須顯式地從Optional獲取引用。直接使用null很容易讓人忘掉某些情形，儘管FindBugs能夠幫助查找null相關的問題，可是咱們仍是認爲它並不能準確地定位問題根源。

如同輸入參數，方法的返回值也多是null。和其餘人同樣，你絕對極可能會忘記別人寫的方法method(a,b)會返回一個null，就好像當你實現method(a,b)時，也極可能忘記輸入參數a能夠爲null。將方法的返回類型指定爲Optional，也能夠迫使調用者思考返回的引用缺失的情形。

其餘處理null的便利方法

當你須要用一個默認值來替換可能的null，請使用Objects.firstNonNull(T, T) 方法。若是兩個值都是null，該方法會拋出NullPointerException。Optional也是一個比較好的替代方案，例如：Optional.of(first).or(second).

還有其它一些方法專門處理null或空字符串：emptyToNull(String)，nullToEmpty(String)，isNullOrEmpty(String)。咱們想要強調的是，這些方法主要用來與混淆null/空的API進行交互。當每次你寫下混淆null/空的代碼時，Guava團隊都淚流滿面。（好的作法是積極地把null和空區分開，以表示不一樣的含義，在代碼中把null和空同等對待是一種使人不安的壞味道。