Java中的三目运算符可能出现的问题

Posted 2020-11-01 我想回家

你真的了解Java中的三目运算符吗？

原创 2018-04-27 刨根问底的 Hollis Hollis

Hollis

微信号 hollischuang

功能介绍 一个对Coding有着独特追求的人。

三目运算符是我们经常在代码中使用的，a= (b==null?0:1);这样一行代码可以代替一个if-else,可以使代码变得清爽易读。

 

但是，三目运算符也是有一定的语言规范的。在运用不恰当的时候会导致意想不到的问题。本文就介绍一个我自己曾经踩过的坑。

 

一、三目运算符

对于条件表达式b?x:y，先计算条件b，然后进行判断。如果b的值为true，计算x的值，运算结果为x的值；否则，计算y的值，运算结果为y的值。一个条件表达式从不会既计算x，又计算y。条件运算符是右结合的，也就是说，从右向左分组计算。例如，a?b:c?d:e将按a?b:（c?d:e）执行。

 

二、自动装箱与自动拆箱

基本数据类型的自动装箱(autoboxing)、拆箱(unboxing)是自J2SE 5.0开始提供的功能。

 一般我们要创建一个类的对象实例的时候，我们会这样： Class a = new Class(parameters); 当我们创建一个Integer对象时，却可以这样： Integer i = 100;(注意：和 int i = 100;是有区别的 ) 

 

实际上，执行上面那句代码的时候，系统为我们执行了： Integer i = Integer.valueOf(100); 这里暂且不讨论这个原理是怎么实现的（何时拆箱、何时装箱），也略过普通数据类型和对象类型的区别。

我们可以理解为，当我们自己写的代码符合装（拆）箱规范的时候，编译器就会自动帮我们拆（装）箱。那么，这种不被程序员控制的自动拆（装）箱会不会存在什么问题呢？

 

三、问题回顾

首先，通过你已有的经验看一下下面这段代码。如果你得到的结果和后文分析的结果一致（并且你知道原理），那么请忽略本文。如果不一致，请跟我探索下去。

public static void main(String[] args) {
    Map<String, Boolean> map = new HashMap<>();
     Boolean b = map != null ? map.get("test") : false;
    System.out.println(b);
}

以上这段代码，是我们在不注意的情况下有可能经常会写的一类代码（在很多时候我们都爱使用三目运算符）。

一般情况下，我们会认为以上代码Boolean b的最终得到的值应该是null。因为map.get("test")的值是null，而b又是一个对象，所以得到结果会是null。

但是，以上代码会抛出NPE：

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException

首先可以明确的是，既然报了空指针，那么一定是有些地方调用了一个null的对象的某些方法。在这短短的两行代码中，看上去只有一处方法调用map.get("test")，但是我们也都是知道，map已经事先初始化过了，不会是Null，那么到底是哪里有空指针呢。

我们接下来反编译一下该代码。看看我们写的代码在经过编译器处理之后变成了什么样。反编译后代码如下：

public static void main(String args[]){
    Map map = new HashMap();
    Boolean b = Boolean.valueOf(map == null ? false : ((Boolean)map.get("test")).booleanValue());
    System.out.println(b);
}

 

看完这段反编译之后的代码之后，经过分析我们大概可以知道问题出在哪里。((Boolean)hashmap.get("test")).booleanValue() 的执行过程及结果如下：

hashmap.get("test")->null;

(Boolean)null->null;

null.booleanValue()->报错

好，问题终于定位到了。很明显，上面源代码中的map.get("test")在被编译成了

(Boolean)map.get("test").booleanValue()，这是一种自动拆箱的操作。

 

那么，为什么这里会发生自动拆箱呢？这个问题又如何解决呢？

 

四、原理分析

通过查看反编译之后的代码，我们准确的定位到了问题，分析之后我们可以得出这样的结论：NPE的原因应该是三目运算符和自动拆箱导致了空指针异常。

那么，这段代码为什么会自动拆箱呢？这其实是三目运算符的语法规范。参见jls-15.25，摘要如下：

If the second and third operands have the same type (which may be the null type), then that is the type of the conditional expression.

If one of the second and third operands is of primitive type T, and the type of the other is the result of applying boxing conversion (§5.1.7) to T, then the type of the conditional expression is T.

If one of the second and third operands is of the null type and the type of the other is a reference type, then the type of the conditional expression is that reference type.

简单的来说就是：当第二，第三位操作数分别为基本类型和对象时，其中的对象就会拆箱为基本类型进行操作。

所以，结果就是：由于使用了三目运算符，并且第二、第三位操作数分别是基本类型和对象。所以对对象进行拆箱操作，由于该对象为null，所以在拆箱过程中调用null.booleanValue()的时候就报了NPE。

 

五、问题解决

如果代码这么写，就不会报错：

Map<String,Boolean> map =  new HashMap<String, Boolean>();
Boolean b = (map!=null ? map.get("test") : Boolean.FALSE);

就是保证了三目运算符的第二第三位操作数都为对象类型。这样就不会发生自动拆箱操作，以上代码得到的b的结果为null。

PS：本文中的示例，只是为了更加方便读者理解三目运算符会导致自动拆箱现象，可能在代码中并不会直接这样使用。但是，我自己的代码确实发生过类似问题。这里简化一下，为了讲清楚原理。