為什麼 NULL 不好？

為什麼 NULL 不好？

以下是 Java 中使用 NULL 的簡單範例：

public Employee getByName(String name) { int id = database.find(name); if (id == 0) { return null; } return new Employee(id); }

這個方法有什麼問題？它可以傳回 NULL 而不是物件 - 這就是錯誤所在。在 OOP 中使用 NULL 是一種糟糕的做法，應該不惜一切代價避免。關於這個問題，已經有很多不同的觀點發表，包括托尼·霍爾的演講“零鏈接：十億美元的錯誤”和大衛·韋斯特的整本書“面向對象的思維”。在這裡，我將嘗試總結所有論點，並舉例說明如何透過用合適的物件導向結構取代 NULL 來避免使用 NULL。首先，讓我們來看看 NULL 的兩個可能的替代方案。第一個是空對象設計模式（最好用常數實現）：

public Employee getByName(String name) { int id = database.find(name); if (id == 0) { return Employee.NOBODY; } return Employee(id); }

第二個可能的替代方案是如果無法返回對象，則通過拋出異常來 “快速失敗”

public Employee getByName(String name) { int id = database.find(name); if (id == 0) { throw new EmployeeNotFoundException(name); } return Employee(id); }

：現在讓我們看一下反對使用NULL 的論點。在這篇文章中，除了托尼·霍爾的上述演講和大衛·韋斯特的書之外，我還結識了許多出版物。這些是Robert Martin 的 “Clean Code” 、 Steve McConnell 的 “Clean Code” 、John Sonmez 的“Say No to NULL” ，以及 StackOverflow 上名為 “返回 NULL 是一種不好的做法嗎？”的討論。

手動處理錯誤

每次收到一個物件作為輸入時，都必須檢查它是對真實物件的參考還是 NULL。如果您忘記檢查，您的程式可能會在執行過程中被拋出 NullPointerException (NPE) 中斷。因此，您的程式碼開始充滿大量檢查和 if/then/else 分支。這就是C 和其他嚴格過程程式語言

// this is a terrible design, don't reuse Employee employee = dept.getByName("Jeffrey"); if (employee == null) { System.out.println("can't find an employee"); System.exit(-1); } else { employee.transferTo(dept2); }

中處理異常的方式。在OOP中，引入異常處理主要是為了擺脫手動編寫的處理塊。在 OOP 中，我們允許異常冒泡，直到它們到達應用程式範圍的錯誤處理程序，這使我們的程式碼更加簡潔和簡短：將NULL 引用視為過程程式設計風格的遺物，並使用1) Null 物件或2 ) 異常代替。 dept.getByName("Jeffrey").transferTo(dept2);

理解模糊

Whatбы точно передать в названии смысл происходящего, метод getByName() должен быть переименован в getByNameOrNullIfNotFound(). То же самое нужно сделать для каждого метода, который возвращает an object or NULL, иначе при чтении codeа не избежать неоднозначности. Таким образом, для того, чтобы названия методов были точны, вы должны давать методам более длинные имена. Whatбы избежать неоднозначности всегда возвращайте реальный an object, нулевой an object or выбрасывайте исключение. Кто-то может возразить, что иногда нам просто необходимо возвратить NULL чтобы добиться нужного результата. Например, метод get() интерфейса Map в Java возвращает NULL, когда в Map нет больше an objectов.

Employee employee = employees.get("Jeffrey"); if (employee == null) { throw new EmployeeNotFoundException(); } return employee;

Благодаря использованию NULL в Map этому codeу хватает всего одного цикла поиска для получения результата. Если мы перепишем Map таким образом, чтобы метод get() выбрасывал исключение в случае, если ничего не найдено, наш code будет выглядеть так:

if (!employees.containsKey("Jeffrey")) { // first search throw new EmployeeNotFoundException(); } return employees.get("Jeffrey"); // second search

Очевидно, что этот метод в два раза медленнее, чем исходный. What же делать? В интерфейсе Map (без намерения обидеть разработчиков) есть недостаток проектирования. Его метод get() должен был бы возвращать Iterator, и тогда наш code выглядел бы так:

Iterator found = Map.search("Jeffrey"); if (!found.hasNext()) { throw new EmployeeNotFoundException(); } return found.next();

Кстати, именно так спроектирован метод STL map::find() в С++.

Компьютерное мышление против an objectно-ориентированного

Строка codeа if (employee == null) вполне понятна тому, кто знает, что an object в Java – это указатель на структуру данных, а NULL – это указатель на ничто (в процессорах Intel x86 – 0x00000000). Однако если вы начнете мыслить в an objectном стиле, эта строка становится намного менее осмысленной. Вот How наш code выглядит с an objectной точки зрения:

- Здравствуйте, это отдел разработки ПО? - Да. - Будьте добры, пригласите к телефону вашего сотрудника Джефри. - Подождите minutesку... - Здравствуйте. - Вы NULL?

Последний вопрос звучит немного странно, не так ли? Если instead of этого после вашей просьбы пригласить к телефону Джефри на том конце просто повесят трубку, это вызовет для нас определенные сложности (Исключение). В этом случае мы можем попробовать перезвонить or же доложим нашему начальнику о том, что мы не смогли поговорить с Джефри, и завершим свою основную задачу. Кроме этого, на той стороне вам могут предложить поговорить с другим человеком, который, хоть и не является Джефри, может либо помочь вам с большинством ваших вопросов, либо отказаться помогать, если нам нужно узнать что-то, что знает только Джефри (Нулевой Объект).

Медленный провал

Вместо быстрого завершения работы, code выше пытается умереть медленно, убивая других на своем пути. Вместо того, чтобы дать всем понять, что что-то пошло не так и нужно немедленно начинать обработку исключительного события, он пытается скрыть свой провал от клиента. Это очень похоже на ручную обработку исключений, о которой мы говорor выше. Делать свой code How можно более хрупким и позволять ему прерываться, если это нужно – хорошая практика. Делайте свои методы предельно требовательными к данным, с которыми они работают. Позволяйте им жаловаться, выкидывая исключения, если данных, которые им предоставor, недостаточно, or же данные просто не подходят для использования в этом методе по задуманному сценарию. В противном случае возвращайте Нулевой Объект, который ведет себя Howим-то общепринятым способоы и выбрасывает исключения во всех других случаях.

public Employee getByName(String name) { int id = database.find(name); Employee employee; if (id == 0) { employee = new Employee() { @Override public String name() { return "anonymous"; } @Override public void transferTo(Department dept) { throw new AnonymousEmployeeException( "I can't be transferred, I'm anonymous" ); } }; } else { employee = Employee(id); } return employee; }

Изменяемые и незавершенные an objectы

Вообще, строго рекомендуется проектировать an objectы так, чтобы они были неизменяемыми. Это значит, an object должен получить все необходимые данные при его создании и никогда не менять своего состояния в течение всего жизненного цикла. Значения NULL очень часто используются в паттерне проектирования «Ленивая загрузка» для того, чтобы сделать an objectы незавершенными и изменяемыми. Пример:

public class Department { private Employee found = null; public synchronized Employee manager() { if (this.found == null) { this.found = new Employee("Jeffrey"); } return this.found; } }

Несмотря на то, что эта технология широко распространена, для ООП она является антипаттерном. И главным образом потому, что заставляет an object нести ответственность за проблемы с производительностью у вычислительной платформы, а это How раз то, о чем an object Employee не может быть осведомлен. Вместо того, чтобы управлять своим состоянием и вести себя соответствующим своему предназначению образом, an object вынужден заботиться о кэшировании своих собственных результатов – вот к чему приводит «ленивая загрузка». А ведь кэширование – это вовсе не то, чем занимается сотрудник в офисе, не так ли? Выход? Не используйте «ленивую загрузку» таким примитивным способом, How в вышеприведенном примере. Вместо этого переместите кэширование проблем на другой уровень своего applications. Например, в Java вы можете использовать возможности аспектно-ориентированного программирования. Например, в jcabi-aspects есть annotation @Cacheable, которая кэширует meaning, возвращаемое методом.

import com.jcabi.aspects.Cacheable; public class Department { @Cacheable(forever = true) public Employee manager() { return new Employee("Jacky Brown"); } }

Надеюсь, этот анализ был достаточно убедителен, чтобы вы прекратor обNULLять свой code :) Оригинал статьи здесь. Вам также могут быть интересны такие темы How: • DI Containers are Code Polluters • Getters/Setters. Evil. Period. • Anti-Patterns in OOP • Avoid String Concatenation • Objects Should Be Immutable