Чому java.util.ArrayList дозволяє додати null?

Цікаво, чому java.util.ArrayListдозволяє додати null. Чи є випадок, коли я хотів би додати nullдо ArrayList?

Я задаю це питання, тому що в проекті у нас з'явилася помилка, де якийсь код додався nullдо, ArrayListі важко було помітити, де ця помилка. Очевидно, що NullPointerExceptionбуло кинуто, але не до того, як інший код не намагався отримати доступ до елемента. Проблема полягала в тому, як знайти код, який додав nullоб’єкт. Було б простіше, якби ArrayListкинути виняток у код, куди додавали елементи.

Таке дизайнерське рішення, як правило, визначається найменуванням.

Ім'я ArrayList пропонує читачеві функціонал, подібний до масивів - і дизайнерам Java Collections Framework цілком природно розраховувати, що переважна більшість користувачів API буде покладатися на його функціонування, подібне до масивів.

Зокрема, це стосується обробки нульових елементів. Користувач API знає, що нижче працює нормально:

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

був би дуже здивований, дізнавшись, чи схожий код для ArrayList кине NPE:

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

Таке обґрунтування наведено в підручнику JCF, що підкреслює точки, що передбачають близьку схожість між ArrayList та звичайними масивами:

ArrayList ... пропонує постійний доступ до позиції та працює просто швидко ...

Якщо ви хочете, щоб реалізація списку забороняла нулі, краще називатись так, NonNullableArrayListабо щось подібне, щоб не плутати користувачів API.

Бічна примітка в коментарях нижче є допоміжна дискусія, а також додаткові міркування, що підтверджують викладені тут міркування.

Null може бути дійсним значенням для елемента списку. Скажімо, ваш список містить елементи, які представляють деякі необов'язкові дані про список користувачів і зберігається в тому ж порядку, що і користувачі. Якщо додаткові дані заповнені, то ваш список буде містити додаткові дані, інакше слот, відповідний користувачеві, буде недійсним. (Я впевнений, що є кращі приклади, але ви розумієте)

якщо ви не хочете дозволити додавання нулів, ви можете обернути список масиву власною обгорткою, яка кидала, коли нуль був доданий.

ArrayListдозволяє нульовий дизайн. Це навмисно. Від javadoc :

"[ArrayList - це] реалізація змінного масиву інтерфейсу List. Реалізує всі необов'язкові операції зі списком та дозволяє всі елементи, включаючи null ."

Відповідь на "чому" полягає в тому, що якби це не ArrayList, він не був би корисним у випадках, коли необхідно внести nullсписок у список. Навпаки, ви можете запобігти ArrayList містити нулі шляхом тестування значень перед їх додаванням або використання обгортки, яка запобігає цьому.

Чи є випадок, коли я хотів би додати null до ArrayList?

Очевидно, будь-який випадок, коли nullмає виразне значення. Наприклад, це може означати, що значення в заданій позиції у списку не було ініціалізовано чи надано.

Було б простіше, якби ArrayList кинув виняток у код, куди додавались елементи.

Ви можете легко реалізувати таку поведінку, створивши клас обгортки. Однак це не та поведінка, якої потребує більшість програмістів / додатків.

Чи є випадок, коли я хотів би додати null до ArrayList?

Зрозуміло, що з попереднім розподілом? Вам потрібно ArrayListречі, які ви ще не можете створити, оскільки у вас недостатньо інформації. Тільки тому, що ви не можете придумати причину, чому хтось може захотіти щось зробити, це не є поганою ідеєю. Що б там не було. (Зараз я впевнений, що хтось підійде і скаже, що натомість у вас повинні бути порожні об'єкти, які виконують деякий зразок, про який вони читають, в якомусь незрозумілому блозі, і що програмісти дійсно зможуть писати програми, не використовуючи жодного разу ifзаяви, бла-бла.)

Якщо у вас, хлопці, є контракт, який ніколи не повинен бути nullв контейнері, то вам належить багато переконатися в дотриманні цього контракту, можливо, найбільш доцільно, стверджуючи. Це, мабуть, забрало б вам максимум 10 рядків коду. Java робить вам подібні речі неймовірно простими. JDK не може прочитати вашу думку.

Це, здається, більше (програмне забезпечення) філософського питання.

ArrayList як клас корисності призначений для корисного використання в широкому контексті можливих випадків використання.

Всупереч вашому прихованому твердженню про те, що прийняття нуля як дійсного значення слід відмовити, існує багато прикладів, коли нульове значення цілком законно.

Найбільш важлива причина - nullце do not knowеквівалент будь-якого еталонного типу, включаючи типи фреймворків. Це означає, що null не може бути замінений ні в якому разі більш вільною версією nothingзначення.

Отже, скажімо, що ви зберігаєте Integers 1, 3, 7 у своєму масиві масиву за відповідним індексом: Завдяки деяким обчисленням ви хочете отримати елемент у індексі 5, тому те, що має повернути ваш масив, є: "значення не зберігається". Це може бути досягнуто шляхом повернення null або NullObject . У більшості випадків повернення вбудованого нульового значення є достатньо виразним. Після виклику методу, який може повернути null, та використовуючи його повернене значення, перевірка повернутого значення проти null досить поширена в сучасному коді.

Заява

File f = null;

є дійсним і корисним (я не думаю, що мені потрібно пояснювати, чому). Так само корисно мати колекцію файлів, деякі з яких можуть бути нульовими.

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

Корисність колекцій, які можуть містити нульові об'єкти, виходить безпосередньо з корисності об'єктів, які можуть бути нульовими. Це насправді так просто.

Простіше прийняти все, ніж бути обмежувальним, а потім спробувати відкрити свій дизайн після факту.

Наприклад, що робити, якщо вони oracle / sun надавали лише NonNullableArrayList, але ви хотіли додати Null до свого списку. Як би ти це зробив? Ймовірно, вам доведеться створити зовсім інший об'єкт, ви не можете використовувати розширення NonNullableArrayList. Замість цього, якщо у вас є ArrayList, який приймає все, ви можете легко розширити його та замінити додавання, де воно не приймає нульових значень.

Корисність нуля?

Дуже сильно, коли ви збираєтесь зі списком списку моделювати двовимірну табличку реального життя з різними позиціями. Половина цих позицій може бути порожньою (у випадкових координатах), тоді як заповнені не представляють собою простий int або String, а представлені складним об'єктом. Якщо ви хочете зберегти інформацію про позицію, вам потрібно заповнити порожні місця нулем, щоб ваш list.get (x) .get (y)не призводить до неприємних сюрпризів. Щоб протистояти нульовим виняткам, ви можете перевірити наявність null (дуже популярно) або ви можете скористатись необов’язковим (що я вважаю корисним у цьому випадку). Альтернативою було б заповнити порожні плями «мотлохами» предметами, що може призвести до всякого безладу по дорозі. Якщо ваша нульова перевірка не вдалася або десь забута, Java повідомить вам про це. З іншого боку, "непотрібний" об'єкт-заповнювач, який не перевіряється належним чином, може пройти непомітно.