什么是 NullPointerException？

NullPointerException 是 Java 中的一种运行时异常，表示程序试图对一个 null 对象执行某种操作时发生的错误。例如，访问一个为 null 的对象的方法或属性。

常见导致 NPE 的场景

以下是一些典型会导致 NPE 的代码示例：

1. 调用一个为 null 的对象的方法：

   String str = null;
   str.length();  // 抛出 NullPointerException
   

2. 访问一个为 null 的对象的字段：

   class Person {String name;
   }
   Person person = null;
   String name = person.name;  // 抛出 NullPointerException
   

3. 使用 null 作为数组对象：

   int[] array = null;
   int length = array.length;  // 抛出 NullPointerException
   

4. 自动拆箱时：

   Integer num = null;
   int value = num;  // 抛出 NullPointerException，因为自动拆箱 num.intValue() 被调用
   

5. 在集合操作中：

   Map<String, String> map = new HashMap<>();
   String value = map.get("key");  // 如果 value 是 null，接下来对它调用方法可能导致 NPE
   value.toUpperCase();  // 抛出 NullPointerException
   

如何避免 NPE？

1. 提前检查 null： 使用显式的 if 判断来检查变量是否为 null。

   if (str != null) {System.out.println(str.length());
   }
   

2. 使用 Optional（Java 8 引入）： 避免直接操作可能为 null 的变量。

   Optional<String> optional = Optional.ofNullable(str);
   optional.ifPresent(s -> System.out.println(s.length()));
   

3. 初始化变量： 在声明变量时就初始化，避免出现未赋值的 null。

   String str = "";  // 空字符串而不是 null
   

4. 使用 Objects.requireNonNull()： 对关键变量进行非空检查，快速抛出异常。

   String str = Objects.requireNonNull(input, "Input cannot be null");
   

5. 代码规范：

   • 不要返回 null，可以返回空集合、空字符串等替代。
   • 避免链式调用（a.b.c.d），除非明确每一步都不可能为 null。

6. @NonNull 注解（依赖工具）： 借助工具（如 Lombok 或 IDE）自动检测和标注变量是否可以为 null。

典型 NPE 错误的例子

假设你调用了一个 API，但返回值没有检查是否为 null：

String value = someMethod();  // 返回值可能为 null
System.out.println(value.toUpperCase());  // 如果 value 为 null，这里会抛出 NPE

通过 null 检查修复：

String value = someMethod();
if (value != null) {System.out.println(value.toUpperCase());
} else {System.out.println("Value is null");
}

总结

NPE 是 Java 开发中非常常见的异常，但通过良好的编程习惯和工具的辅助，可以有效避免它的发生。关键是要对程序中可能为 null 的对象保持敏感，并进行适当的处理。