ทำไม java.util.ArrayList อนุญาตให้เพิ่ม null?

ผมสงสัยว่าทำไมช่วยให้การเพิ่มjava.util.ArrayList nullมีกรณีใดที่ฉันต้องการที่จะเพิ่มnullไปยังArrayList?

ฉันถามคำถามนี้เพราะในโครงการเรามีข้อผิดพลาดที่มีการเพิ่มรหัสบางส่วนnullลงไปArrayListและมันก็ยากที่จะทราบว่าจุดบกพร่องนั้นอยู่ที่ไหน เห็นได้ชัดว่าNullPointerExceptionถูกโยน แต่ไม่จนกว่ารหัสอื่นพยายามเข้าถึงองค์ประกอบ ปัญหาคือวิธีการค้นหารหัสที่เพิ่มnullวัตถุ มันจะง่ายกว่านี้หากArrayListมีข้อยกเว้นในรหัสที่มีการเพิ่มองค์ประกอบ

การตัดสินใจออกแบบนี้ส่วนใหญ่เกิดจากการตั้งชื่อ

ชื่อArrayListแนะนำให้ผู้อ่านอ่านฟังก์ชั่นที่คล้ายกับอาร์เรย์ - และเป็นเรื่องธรรมดาสำหรับนักออกแบบJava Collections Frameworkที่คาดหวังว่าผู้ใช้ API ส่วนใหญ่จะใช้ฟังก์ชันที่คล้ายกับอาร์เรย์

โดยเฉพาะอย่างยิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการรักษาองค์ประกอบโมฆะ ผู้ใช้ API ทราบว่าด้านล่างใช้งานได้:

array[0] = null; // NPE won't happen here

จะค่อนข้างประหลาดใจที่พบว่ารหัสที่คล้ายกันสำหรับ ArrayList จะส่ง NPE หรือไม่:

arrayList.set(0, null); // NPE => WTF?

เหตุผลดังกล่าวข้างต้นจะถูกนำเสนอในจุดเน้นการสอนของ JCFที่แนะนำความคล้ายคลึงกันอย่างใกล้ชิดระหว่าง ArrayList และอาร์เรย์ธรรมดา:

ArrayList ... ให้การเข้าถึงตำแหน่งคงที่และรวดเร็วเพียงแค่ ...

หากคุณต้องการให้การติดตั้งแบบรายการไม่อนุญาตให้มีค่า Null จะเป็นการดีกว่าที่จะเรียกNonNullableArrayListเช่นนั้นเพื่อหลีกเลี่ยงผู้ใช้ API ที่สับสน

ข้อความด้านข้างมีการสนทนาเสริมในความคิดเห็นด้านล่างพร้อมกับการพิจารณาเพิ่มเติมที่สนับสนุนเหตุผลที่วางไว้ที่นี่

Null อาจเป็นค่าที่ถูกต้องสำหรับองค์ประกอบของรายการ สมมติว่ารายการของคุณมีองค์ประกอบซึ่งแสดงข้อมูลที่เป็นตัวเลือกบางอย่างเกี่ยวกับรายชื่อผู้ใช้และเก็บไว้ในลำดับเดียวกับผู้ใช้ หากมีการเติมข้อมูลเพิ่มเติมรายการของคุณจะมีข้อมูลเพิ่มเติมมิฉะนั้นช่องที่สอดคล้องกับผู้ใช้จะเป็นโมฆะ (ฉันแน่ใจว่ามีตัวอย่างที่ดีกว่า แต่คุณได้รับความคิด)

หากคุณไม่ต้องการอนุญาตให้มีการเพิ่มค่า null คุณสามารถใส่รายการอาร์เรย์ด้วย wrapper ของคุณเองซึ่งจะถูกโยนเมื่อเพิ่มค่า null

ArrayListอนุญาตให้เป็นโมฆะโดยการออกแบบ มันเป็นความตั้งใจ จากjavadoc :

"[ArrayList เป็น] การปรับใช้อาเรย์แบบปรับขนาดได้ของส่วนต่อประสานรายการดำเนินการรายการทางเลือกทั้งหมดและอนุญาตให้องค์ประกอบทั้งหมดรวมถึง null "

คำตอบของ "ทำไม" คือถ้าไม่ใช้ ArrayList จะไม่สามารถใช้งานได้ในกรณีที่จำเป็นต้องใส่nullในรายการ ในทางตรงกันข้ามคุณสามารถป้องกัน ArrayList ที่มีค่า Null โดยการทดสอบค่าก่อนที่จะเพิ่มหรือใช้ wrapper ที่ป้องกันไม่ให้สิ่งนี้เกิดขึ้น

มีกรณีใดบ้างที่ฉันต้องการเพิ่ม null ให้กับ ArrayList?

เห็นได้ชัดว่ากรณีใด ๆ ที่nullมีความหมายที่แตกต่าง ตัวอย่างเช่นมันอาจหมายความว่าค่าที่ตำแหน่งที่กำหนดในรายการไม่ได้เริ่มต้นหรือจัดจำหน่าย

มันจะง่ายขึ้นหาก ArrayList มีข้อยกเว้นในรหัสที่มีการเพิ่มองค์ประกอบ

คุณสามารถนำพฤติกรรมนั้นไปใช้ได้อย่างง่ายดายโดยการสร้างคลาส wrapper อย่างไรก็ตามนี่ไม่ใช่พฤติกรรมที่โปรแกรมเมอร์ / แอพพลิเคชันส่วนใหญ่ต้องการ

มีกรณีใดบ้างที่ฉันต้องการเพิ่ม null ให้กับ ArrayList?

แน่นอนว่ามีการจัดสรรล่วงหน้าอย่างไร คุณต้องการArrayListสิ่งที่คุณไม่สามารถสร้างได้เพราะคุณมีข้อมูลไม่เพียงพอ เพียงเพราะคุณไม่สามารถคิดเหตุผลว่าทำไมบางคนอาจต้องการทำบางสิ่งบางอย่างไม่ได้ทำให้มันเป็นความคิดที่ไม่ดี อะไรก็ตาม (ตอนนี้ฉันแน่ใจว่ามีบางคนเข้ามาและบอกว่าคุณควรมีวัตถุว่างที่ทำตามรูปแบบที่พวกเขาอ่านในบล็อกที่คลุมเครือและโปรแกรมเมอร์ควรเขียนโปรแกรมได้โดยไม่ต้องใช้ifคำสั่ง blah blah)

หากพวกคุณมีสัญญาที่ไม่ควรอยู่nullในภาชนะบรรจุมันก็ขึ้นอยู่กับคุณมากที่จะต้องทำให้แน่ใจว่าสัญญานั้นได้รับการสนับสนุน อาจเป็นเพราะคุณได้รับโค้ดสูงสุด 10 บรรทัด Java ทำให้คุณทำสิ่งนี้ได้ง่ายอย่างเหลือเชื่อ JDK ไม่สามารถอ่านใจคุณได้

นี่ดูเหมือนจะเป็นคำถามเชิงปรัชญามากกว่าหนึ่งเรื่องที่นี่

ArrayList เนื่องจากคลาสยูทิลิตี้ได้รับการออกแบบให้มีประโยชน์ในบริบทที่กว้างของกรณีใช้งานที่เป็นไปได้

ตรงกันข้ามกับการอ้างสิทธิ์ที่ซ่อนอยู่ของคุณที่ควรยอมรับว่าไม่มีค่าเป็นค่าที่ถูกต้อง แต่ก็มีตัวอย่างมากมายที่ค่า Null ถูกกฎหมายอย่างสมบูรณ์

เหตุผลที่สำคัญที่สุดเพียงอย่างเดียวคือสิ่งnullนั้นdo not knowเทียบเท่ากับประเภทการอ้างอิงใด ๆ รวมถึงประเภทของกรอบงาน นี่ก็หมายความว่า null ไม่สามารถแทนที่ในกรณีใด ๆ โดยรุ่นได้อย่างคล่องแคล่วมากขึ้นของnothingมูลค่า

ดังนั้นสมมติว่าคุณเก็บจำนวนเต็ม 1, 3, 7 ใน arraylist ของคุณที่ดัชนีที่สอดคล้องกัน: เนื่องจากการคำนวณบางอย่างคุณต้องการรับองค์ประกอบที่ดัชนี 5 ดังนั้นสิ่งที่อาร์เรย์ของคุณควรกลับคือ: "ไม่มีค่าที่เก็บไว้" ซึ่งอาจทำได้โดยการกลับ null หรือNullObject ในกรณีส่วนใหญ่การคืนค่าบิวด์อินที่สร้างขึ้นจะมีความหมายเพียงพอ หลังจากเรียกใช้เมธอดที่สามารถคืนค่า null และใช้ค่าส่งคืนการตรวจสอบค่าที่ส่งคืนกับค่า null นั้นเป็นเรื่องปกติในรหัสที่ทันสมัย

คำสั่ง

File f = null;

ถูกต้องและมีประโยชน์ (ฉันไม่คิดว่าฉันต้องอธิบายสาเหตุ) มันก็มีประโยชน์เช่นกันที่จะมีการรวบรวมไฟล์บางไฟล์อาจเป็นโมฆะ

List<File> files = new ArrayList<File>();
// use my collection of files
// ....
// not using this one anymore:
files.set(3, null);

ประโยชน์ของการเก็บรวบรวมที่อาจมีวัตถุที่เป็นโมฆะรายได้โดยตรงจากประโยชน์ของวัตถุที่อาจเป็นโมฆะ มันง่ายอย่างที่คิด

เป็นการง่ายกว่าที่จะยอมรับทุกสิ่งมากกว่าที่จะเข้มงวดและลองเปิดการออกแบบของคุณหลังจากข้อเท็จจริง

ตัวอย่างเช่นจะเกิดอะไรขึ้นถ้า oracle / sun ให้เฉพาะ NonNullableArrayList แต่คุณต้องการเพิ่ม Null ในรายการของคุณ คุณจะทำอย่างไร คุณอาจจะต้องสร้างวัตถุที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงคุณไม่สามารถใช้ขยาย NonNullableArrayList แต่ถ้าคุณมี ArrayList ที่ใช้ทุกอย่างคุณสามารถขยายได้อย่างง่ายดายและแทนที่การเพิ่มที่ไม่ยอมรับค่า Null

มีประโยชน์เต็มที่ของ null?

เป็นอย่างมากดังนั้นเมื่อคุณไปกับรายการของรายการเพื่อจำลองแผ่นชีวิตจริง 2D ที่มีตำแหน่งต่างกัน ครึ่งหนึ่งของตำแหน่งเหล่านั้นอาจว่างเปล่า (โดยการสุ่มพิกัด) ในขณะที่ตำแหน่งที่กรอกข้อมูลไม่ได้แสดงถึงintหรือStringอย่างง่ายแต่แสดงโดยวัตถุที่ซับซ้อน หากคุณต้องการเก็บข้อมูลตำแหน่งไว้คุณต้องเติมจุดว่างด้วย null เพื่อให้list.get (x) .get (y) ของคุณไม่นำไปสู่ความประหลาดใจที่น่ารังเกียจ ในการแก้ไขข้อยกเว้น null คุณสามารถตรวจสอบ null (เป็นที่นิยมมาก) หรือคุณสามารถใช้ตัวเลือก (ซึ่งฉันพบว่ามีประโยชน์ในกรณีนี้) อีกทางเลือกหนึ่งคือการเติมเต็มจุดว่างด้วยวัตถุ "ขยะ" ซึ่งสามารถนำไปสู่ความวุ่นวายทุกชนิด หากการตรวจสอบโมฆะของคุณล้มเหลวหรือถูกลืม Java จะแจ้งให้คุณทราบ ในทางตรงกันข้ามวัตถุตัวยึด "ขยะ" ที่ไม่ได้ตรวจสอบอย่างถูกต้องอาจผ่านการสังเกต