Warum erlaubt java.util.ArrayList das Hinzufügen von null?

Ich frage mich, warum java.util.ArrayListman das hinzufügen darf null. Gibt es einen Fall , wo ich möchte hinzufügen , nullum ein ArrayList?

Ich stelle diese Frage, weil wir in einem Projekt einen Fehler hatten, bei dem Code hinzugefügt wurde null, ArrayListund es schwierig war, zu erkennen, wo der Fehler war. Offensichtlich wurde ein NullPointerExceptiongeworfen, aber nicht, bis ein anderer Code versuchte, auf das Element zuzugreifen. Das Problem bestand darin, den Code zu finden, der das nullObjekt hinzugefügt hat . Es wäre einfacher gewesen, ArrayListeine Ausnahme im Code auszulösen, in dem die Elemente hinzugefügt wurden.

Diese Entwurfsentscheidung scheint hauptsächlich auf die Benennung zurückzuführen zu sein.

Der Name ArrayList empfiehlt dem Leser eine Funktionalität, die Arrays ähnelt - und es ist für Java Collections Framework- Designer selbstverständlich , dass die große Mehrheit der API-Benutzer davon ausgeht, dass sie ähnlich wie Arrays funktioniert.

Dies beinhaltet insbesondere die Behandlung von Nullelementen. API-Benutzer, die wissen, dass unten funktioniert OK:

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

Es wäre ziemlich überrascht herauszufinden, ob ein ähnlicher Code für ArrayList NPE auslösen würde:

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

Die obigen Überlegungen werden im JCF-Lernprogramm vorgestellt, in dem Punkte hervorgehoben werden, die auf eine enge Ähnlichkeit zwischen ArrayList- und einfachen Arrays hinweisen:

ArrayList ... bietet Positionszugriff mit konstanter Zeit und ist einfach nur schnell ...

Wenn Sie möchten, dass eine List-Implementierung keine Nullen zulässt, sollten Sie sie so NonNullableArrayListoder so ähnlich nennen, um zu vermeiden, dass API-Benutzer verwirrt werden.

Randnotiz: In den nachstehenden Kommentaren finden Sie eine Hilfsdiskussion sowie zusätzliche Überlegungen , die die hier dargelegte Argumentation stützen.

Null kann ein gültiger Wert für ein Element einer Liste sein. Angenommen, Ihre Liste enthält Elemente, die optionale Daten zu einer Benutzerliste darstellen und in derselben Reihenfolge wie die Benutzer gespeichert sind. Wenn die zusätzlichen Daten ausgefüllt sind, enthält Ihre Liste die zusätzlichen Daten, andernfalls ist der einem Benutzer entsprechende Steckplatz null. (Ich bin sicher, es gibt bessere Beispiele, aber Sie bekommen die Idee)

Wenn Sie nicht zulassen möchten, dass Nullen hinzugefügt werden, können Sie die Array-Liste mit einem eigenen Wrapper umschließen, der ausgelöst wurde, als Null hinzugefügt wurde.

ArrayListerlaubt null von Entwurf. Es ist beabsichtigt. Aus dem Javadoc :

"[ArrayList] ist eine Array-Implementierung mit veränderbarer Größe der List-Schnittstelle. Implementiert alle optionalen Listenoperationen und lässt alle Elemente zu, einschließlich Null ."

Die Antwort auf "warum" lautet, dass die ArrayList in Fällen, in denen ein nullin die Liste aufgenommen werden muss, nicht verwendet werden könnte, wenn dies nicht der Fall wäre . Im Gegensatz dazu können Sie verhindern, dass eine ArrayList Nullen enthält, indem Sie Werte entweder vor dem Hinzufügen testen oder einen Wrapper verwenden, der dies verhindert.

Gibt es einen Fall, in dem ich einer ArrayList null hinzufügen möchte?

Offensichtlich hat jeder Fall nulleine eindeutige Bedeutung. Dies kann beispielsweise bedeuten, dass der Wert an einer bestimmten Position in der Liste nicht initialisiert oder angegeben wurde.

Es wäre einfacher gewesen, wenn die ArrayList eine Ausnahme in dem Code ausgelöst hätte, in dem die Elemente hinzugefügt wurden.

Sie können dieses Verhalten problemlos implementieren, indem Sie eine Wrapper-Klasse erstellen. Dies ist jedoch nicht das Verhalten, das die meisten Programmierer / Anwendungen benötigen.

Gibt es einen Fall, in dem ich einer ArrayList null hinzufügen möchte?

Klar, was ist mit der Vorbelegung? Sie möchten eines ArrayListvon Dingen, die Sie noch nicht erstellen können, weil Sie nicht genügend Informationen haben. Nur weil Ihnen kein Grund einfällt, warum jemand etwas tun möchte, ist dies keine schlechte Idee. Wie auch immer. (Jetzt bin ich sicher, dass jemand mitkommt und sagt, Sie sollten stattdessen leere Objekte haben, die ein Muster erfüllen, über das sie in einem dunklen Blog gelesen haben, und dass Programmierer wirklich in der Lage sein sollten, Programme zu schreiben, ohne jemals ifAnweisungen zu verwenden, bla bla.)

Wenn ihr einen Vertrag habt, dass es niemals nulls in einem Container geben sollte, dann liegt es an euch, sicherzustellen, dass der Vertrag eingehalten wird, wahrscheinlich am angemessensten durch Behauptung. Es hätte wahrscheinlich maximal 10 Codezeilen gedauert. Java macht es Ihnen unglaublich einfach, solche Dinge zu tun. Das JDK kann Ihre Gedanken nicht lesen.

Dies scheint hier eher eine (Software-) philosophische Frage zu sein.

ArrayList as a utility class wurde entwickelt, um in einem breiten Kontext möglicher Anwendungsfälle hilfreich zu sein.

Entgegen Ihrer verborgenen Behauptung, dass von der Annahme von Null als gültigem Wert abgeraten werden sollte, gibt es viele Beispiele, in denen der Nullwert vollkommen legal ist.

Der wichtigste Grund ist, dass nulles sich um das do not knowÄquivalent eines Referenztyps handelt, einschließlich der Framework-Typen. Dies impliziert, dass null in keinem Fall durch eine flüssigere Version des nothingWerts ersetzt werden kann.

Nehmen wir also an, Sie speichern die Ganzzahlen 1, 3, 7 in Ihrer Arrayliste am entsprechenden Index: Aufgrund einiger Berechnungen möchten Sie das Element am Index 5 abrufen. Ihr Array sollte also den Wert "no value saved" zurückgeben. Dies kann erreicht werden, indem null oder ein NullObject zurückgegeben wird . In den meisten Fällen ist die Rückgabe des eingebauten Nullwerts ausreichend aussagekräftig. Nach dem Aufruf einer Methode, die null zurückgeben kann, und der Verwendung ihres Rückgabewerts ist eine Überprüfung des zurückgegebenen Werts gegen null im modernen Code durchaus üblich.

Die Aussage

File f = null;

ist gültig und nützlich (ich glaube nicht, dass ich erklären muss, warum). Es ist ebenfalls nützlich, eine Sammlung von Dateien zu haben, von denen einige null sein können.

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

Die Nützlichkeit von Sammlungen, die Nullobjekte enthalten können, ergibt sich direkt aus der Nützlichkeit von Objekten, die Null sein können. Es ist wirklich so einfach.

Es ist einfacher, alles zu akzeptieren, als restriktiv zu sein und dann zu versuchen, Ihr Design nachträglich zu öffnen.

Was wäre zum Beispiel, wenn oracle / sun nur NonNullableArrayList zur Verfügung stellen würde, aber Sie möchten Ihrer Liste eine Null hinzufügen können. Wie würdest du es machen? Sie müssten wahrscheinlich ein ganz anderes Objekt erstellen, Sie könnten die NonNullableArrayList nicht erweitern. Wenn Sie stattdessen eine ArrayList haben, die alles akzeptiert, können Sie sie problemlos erweitern und das Add überschreiben, bei dem keine Nullwerte akzeptiert werden.

Nützlichkeit von null?

Ganz besonders, wenn Sie eine Liste mit Listen verwenden, um eine 2D-Platte des realen Lebens mit verschiedenen Positionen zu modellieren . Die Hälfte dieser Positionen kann leer sein (in zufälligen Koordinaten), während die ausgefüllten keine einfache Ganzzahl oder Zeichenfolge darstellen, sondern durch ein komplexes Objekt dargestellt werden. Wenn Sie die Positionsdaten behalten möchten, müssen Sie die leeren Stellen mit Null füllen, damit Ihre list.get (x) .get (y)führt nicht zu bösen Überraschungen. Um den Null-Ausnahmen entgegenzuwirken, können Sie nach Null suchen (sehr beliebt) oder ein Optional verwenden (was ich in diesem Fall nützlich finde). Die Alternative wäre, die leeren Stellen mit "Junk" -Objekten zu füllen, die auf der Straße zu allerlei Unordnung führen können. Wenn Ihre Nullprüfung fehlschlägt oder irgendwo vergessen wird, werden Sie von Java darüber informiert. Andererseits kann ein "Junk" -Platzhalterobjekt, das nicht richtig überprüft wird, unbemerkt bleiben.