java null 可以转型吗？

Posted 2023-04-24

参考技术A 正如我说过的那样，null是Java中一个很重要的概念。null设计初衷是为了表示一些缺失的东西，例如缺失的用户、资源或其他东西。但是，一年后，令人头疼的空指针异常给Java程序员带来不少的骚扰。在这份材料中，我们将学习到Java中null关键字的基本细节，并且探索一些技术来尽可能的减少null的检查以及如何避免恶心的空指针异常。\\x0d\\x0a1）首先，null是Java中的关键字，像public、static、final。它是大小写敏感的，你不能将null写成Null或NULL，编译器将不能识别它们然后报错。\\x0d\\x0a\\x0d\\x0a1\\x0d\\x0a2\\x0d\\x0a \\x0d\\x0aObject obj = NULL; // Not Ok\\x0d\\x0aObject obj1 = null //Ok\\x0d\\x0a\\x0d\\x0a使用其他语言的程序员可能会有这个问题，但是现在IDE的使用已经使得这个问题变得微不足道。现在，当你敲代码的时候，IDE像Eclipse、Netbeans可以纠正这个错误。但是使用其他工具像notepad、Vim、Emacs，这个问题却会浪费你宝贵时间的。\\x0d\\x0a2）就像每种原始类型都有默认值一样，如int默认值为0，boolean的默认值为false，null是任何引用类型的默认值，不严格的说是所有object类型的默认值。就像你创建了一个布尔类型的变量，它将false作为自己的默认值，Java中的任何引用变量都将null作为默认值。这对所有变量都是适用的，如成员变量、局部变量、实例变量、静态变量（但当你使用一个没有初始化的局部变量，编译器会警告你）。为了证明这个事实，你可以通过创建一个变量然后打印它的值来观察这个引用变量，如下图代码所示：\\x0d\\x0a\\x0d\\x0aprivate static Object myObj;\\x0d\\x0apublic static void main(String args[])\\x0d\\x0a System.out.println("What is value of myObjc : " + myObj);\\x0d\\x0a\\x0d\\x0a\\x0d\\x0a1\\x0d\\x0a \\x0d\\x0aWhat is value of myObjc : null\\x0d\\x0a\\x0d\\x0a这对静态和非静态的object来说都是正确的。就像你在这里看到的这样，我将myObj定义为静态引用，所以我可以在主方法里直接使用它。注意主方法是静态方法，不可使用非静态变量。\\x0d\\x0a3）我们要澄清一些误解，null既不是对象也不是一种类型，它仅是一种特殊的值，你可以将其赋予任何引用类型，你也可以将null转化成任何类型，来看下面的代码：\\x0d\\x0a\\x0d\\x0aString str = null; // null can be assigned to String\\x0d\\x0aInteger itr = null; // you can assign null to Integer also\\x0d\\x0aDouble dbl = null; // null can also be assigned to Double\\x0d\\x0a \\x0d\\x0aString myStr = (String) null; // null can be type cast to String\\x0d\\x0aInteger myItr = (Integer) null; // it can also be type casted to Integer\\x0d\\x0aDouble myDbl = (Double) null; // yes it\'s possible, no error\\x0d\\x0a\\x0d\\x0a你可以看到在编译和运行时期，将null强制转换成任何引用类型都是可行的，在运行时期都不会抛出空指针异常。\\x0d\\x0a4）null可以赋值给引用变量，你不能将null赋给基本类型变量，例如int、double、float、boolean。如果你那样做了，编译器将会报错，如下所示：\\x0d\\x0a\\x0d\\x0aint i = null; // type mismatch : cannot convert from null to int\\x0d\\x0ashort s = null; // type mismatch : cannot convert from null to short\\x0d\\x0abyte b = null: // type mismatch : cannot convert from null to byte\\x0d\\x0adouble d = null; //type mismatch : cannot convert from null to double\\x0d\\x0a \\x0d\\x0aInteger itr = null; // this is ok\\x0d\\x0aint j = itr; // this is also ok, but NullPointerException at runtime\\x0d\\x0a\\x0d\\x0a正如你看到的那样，当你直接将null赋值给基本类型，会出现编译错误。但是如果将null赋值给包装类object，然后将object赋给各自的基本类型，编译器不会报，但是你将会在运行时期遇到空指针异常。这是Java中的自动拆箱导致的，我们将在下一个要点看到它。\\x0d\\x0a5） 任何含有null值的包装类在Java拆箱生成基本数据类型时候都会抛出一个空指针异常。一些程序员犯这样的错误，他们认为自动装箱会将null转换成各自基本类型的默认值，例如对于int转换成0，布尔类型转换成false，但是那是不正确的，如下面所示：\\x0d\\x0a\\x0d\\x0a1\\x0d\\x0a2\\x0d\\x0a \\x0d\\x0aInteger iAmNull = null;\\x0d\\x0aint i = iAmNull; // Remember - No Compilation Error\\x0d\\x0a\\x0d\\x0a但是当你运行上面的代码片段的时候，你会在控制台上看到主线程抛出空指针异常。在使用HashMap和Integer键值的时候会发生很多这样的错误。当你运行下面代码的时候就会出现错误。\\x0d\\x0a\\x0d\\x0aimport java.util.HashMap;\\x0d\\x0aimport java.util.Map;\\x0d\\x0a \\x0d\\x0a/**\\x0d\\x0a * An example of Autoboxing and NullPointerExcpetion\\x0d\\x0a *\\x0d\\x0a * @author WINDOWS 8\\x0d\\x0a */\\x0d\\x0apublic class Test \\x0d\\x0a public static void main(String args[]) throws InterruptedException \\x0d\\x0a Map numberAndCount = new HashMap<>();\\x0d\\x0a int[] numbers = 3, 5, 7,9, 11, 13, 17, 19, 2, 3, 5, 33, 12, 5;\\x0d\\x0a \\x0d\\x0a for(int i : numbers)\\x0d\\x0a int count = numberAndCount.get(i);\\x0d\\x0a numberAndCount.put(i, count++); // NullPointerException here\\x0d\\x0a \\x0d\\x0a \\x0d\\x0a\\x0d\\x0a\\x0d\\x0a输出：\\x0d\\x0a\\x0d\\x0a1\\x0d\\x0a2\\x0d\\x0a \\x0d\\x0aException in thread "main" java.lang.NullPointerException\\x0d\\x0a at Test.main(Test.java:25)\\x0d\\x0a\\x0d\\x0a这段代码看起来非常简单并且没有错误。你所做的一切是找到一个数字在数组中出现了多少次，这是Java数组中典型的寻找重复的技术。开发者首先得到以前的数值，然后再加一，最后把值放回Map里。程序员可能会以为，调用put方法时，自动装箱会自己处理好将int装箱成Interger，但是他忘记了当一个数字没有计数值的时候，HashMap的get()方法将会返回null，而不是0，因为Integer的默认值是null而不是0。当把null值传递给一个int型变量的时候自动装箱将会返回空指针异常。设想一下，如果这段代码在一个if嵌套里，没有在QA环境下运行，但是你一旦放在生产环境里，BOOM:-)\\x0d\\x0a6）如果使用了带有null值的引用类型变量，instanceof操作将会返回false：\\x0d\\x0a\\x0d\\x0a7\\x0d\\x0a \\x0d\\x0aInteger iAmNull = null;\\x0d\\x0aif(iAmNull instanceof Integer)\\x0d\\x0a System.out.println("iAmNull is instance of Integer"); \\x0d\\x0a \\x0d\\x0aelse\\x0d\\x0a System.out.println("iAmNull is NOT an instance of Integer");\\x0d\\x0a\\x0d\\x0a\\x0d\\x0a输出：\\x0d\\x0a\\x0d\\x0a1\\x0d\\x0a \\x0d\\x0ai\\x0d\\x0a\\x0d\\x0a1\\x0d\\x0a \\x0d\\x0aAmNull is NOT an instance of Integer\\x0d\\x0a\\x0d\\x0a这是instanceof操作一个很重要的特性，使得对类型强制转换检查很有用\\x0d\\x0a7）你可能知道不能调用非静态方法来使用一个值为null的引用类型变量。它将会抛出空指针异常，但是你可能不知道，你可以使用静态方法来使用一个值为null的引用类型变量。因为静态方法使用静态绑定，不会抛出空指针异常。下面是一个例子：\\x0d\\x0a\\x0d\\x0a1\\x0d\\x0a\\x0d\\x0apublic class Testing \\x0d\\x0a public static void main(String args[])\\x0d\\x0a Testing myObject = null;\\x0d\\x0a myObject.iAmStaticMethod();\\x0d\\x0a myObject.iAmNonStaticMethod(); \\x0d\\x0a \\x0d\\x0a \\x0d\\x0a private static void iAmStaticMethod()\\x0d\\x0a System.out.println("I am static method, can be called by null reference");\\x0d\\x0a \\x0d\\x0a \\x0d\\x0a private void iAmNonStaticMethod()\\x0d\\x0a System.out.println("I am NON static method, don\'t date to call me by null");\\x0d\\x0a \\x0d\\x0a\\x0d\\x0a输出：\\x0d\\x0a\\x0d\\x0a1\\x0d\\x0a2\\x0d\\x0a3\\x0d\\x0a \\x0d\\x0aI am static method, can be called by null reference\\x0d\\x0aException in thread "main" java.lang.NullPointerException\\x0d\\x0a at Testing.main(Testing.java:11)\\x0d\\x0a\\x0d\\x0a8）你可以将null传递给方法使用，这时方法可以接收任何引用类型，例如public void print(Object obj)可以这样调用print(null)。从编译角度来看这是可以的，但结果完全取决于方法。Null安全的方法，如在这个例子中的print方法，不会抛出空指针异常，只是优雅的退出。如果业务逻辑允许的话，推荐使用null安全的方法。\\x0d\\x0a9）你可以使用==或者!=操作来比较null值，但是不能使用其他算法或者逻辑操作，例如小于或者大于。跟SQL不一样，在Java中null==null将返回true，如下所示：\\x0d\\x0a\\x0d\\x0apublic class Test \\x0d\\x0a \\x0d\\x0a public static void main(String args[]) throws InterruptedException \\x0d\\x0a \\x0d\\x0a String abc = null;\\x0d\\x0a String cde = null;\\x0d\\x0a \\x0d\\x0a if(abc == cde)\\x0d\\x0a System.out.println("null == null is true in Java");\\x0d\\x0a \\x0d\\x0a \\x0d\\x0a if(null != null)\\x0d\\x0a System.out.println("null != null is false in Java");\\x0d\\x0a \\x0d\\x0a \\x0d\\x0a // classical null check\\x0d\\x0a if(abc == null)\\x0d\\x0a // do something\\x0d\\x0a \\x0d\\x0a \\x0d\\x0a // not ok, compile time error\\x0d\\x0a if(abc > null)\\x0d\\x0a \\x0d\\x0a \\x0d\\x0a \\x0d\\x0a\\x0d\\x0a\\x0d\\x0a输出：\\x0d\\x0a\\x0d\\x0a1\\x0d\\x0a \\x0d\\x0anull == null is true in Java

Java中的向上转型和向下转型

转型是在继承的基础上而言的，继承是面向对象语言中，代码复用的一种机制，通过继承，子类可以复用父类的功能，如果父类不能满足当前子类的需求，则子类可以重写父类中的方法来加以扩展。

向上转型：子类引用的对象转换为父类类型称为向上转型。通俗地说就是是将子类对象转为父类对象。此处父类对象可以是接口

向下转型：父类引用的对象转换为子类类型称为向下转型。

向上转型：

向上转型问题的由来：

首先是方法的参数是父类对象，传入子类对象是否可行
然后引出Parent p = new Children();
这句代码不是很理解，google的过程中引出向上转型
要理解向上转型又引出了动态绑定

从动态绑定又引出了静态绑定

前者是一个向上转型，Animal dog 引用指向new Dog();子类对象当成父类对象，只能调用父类的成员，如果子类重写了父类的方法就根据这个引用指向调用子类重写的这个方法（这个方法就是覆盖override）。这个调用过程就称为“动态绑定”。

程序绑定的概念：
绑定指的是一个方法的调用与方法所在的类(方法主体)关联起来。对java来说，绑定分为静态绑定和动态绑定；或者叫做前期绑定和后期绑定

 

静态绑定：
前期绑定：在程序执行前方法已经被绑定，此时由编译器或其它连接程序实现。例如：C。
针对java简单的可以理解为程序编译期的绑定；这里特别说明一点，java当中的方法只有final，static，private和构造方法是前期绑定

 

动态绑定：
后期绑定：在运行时根据具体对象的类型进行绑定。
若一种语言实现了后期绑定，同时必须提供一些机制，可在运行期间判断对象的类型，并分别调用适当的方法。也就是说，编译器此时依然不知道对象的类型，但方法调用机制能自己去调查，找到正确的方法主体。不同的语言对后期绑定的实现方法是有所区别的。但我们至少可以这样认为：它们都要在对象中安插某些特殊类型的信息。

动态绑定的过程：

• 虚拟机提取对象的实际类型的方法表；
• 虚拟机搜索方法签名；
• 调用方法。

 

关于绑定相关的总结：
在了解了三者的概念之后，很明显我们发现java属于后期绑定。在java中，几乎所有的方法都是后期绑定的，在运行时动态绑定方法属于子类还是基类。但是也有特殊，针对static方法和final方法由于不能被继承，因此在编译时就可以确定他们的值，他们是属于前期绑定的。

特别说明的一点是，private声明的方法和成员变量不能被子类继承，所有的private方法都被隐式的指定为final的(由此我们也可以知道：将方法声明为final类型的一是为了防止方法被覆盖，二是为了有效的关闭java中的动态绑定)。java中的后期绑定是有JVM来实现的，我们不用去显式的声明它，而C++则不同,必须明确的声明某个方法具备后期绑定。

 

java当中的向上转型或者说多态是借助于动态绑定实现的，所以理解了动态绑定，也就搞定了向上转型和多态。
前面已经说了对于java当中的方法而言，除了final，static，private和构造方法是前期绑定外，其他的方法全部为动态绑定。而动态绑定的典型发生在父类和子类的转换声明之下：
比如：Parent p = new Children();

其具体过程细节如下：
1：编译器检查对象的声明类型和方法名。假设我们调用x.f(args)方法，并且x已经被声明为C类的对象，那么编译器会列举出C类中所有的名称为f的方法和从C类的超类继承过来的f方法

2：接下来编译器检查方法调用中提供的参数类型。如果在所有名称为f 的方法中有一个参数类型和调用提供的参数类型最为匹配，那么就调用这个方法，这个过程叫做“重载解析” 

 
3：当程序运行并且使用动态绑定调用方法时，虚拟机必须调用同x所指向的对象的实际类型相匹配的方法版本。假设实际类型为D(C的子类)，如果D类定义了f(String)那么该方法被调用，否则就在D的超类中搜寻方法f(String),依次类推

 

上面是理论，下面看几个示例（示例来自网络）：

public class Father   
　　public void method()   
　　　 System.out.println("父类方法，对象类型：" + this.getClass());  
　　  
  
　　  
public class Son extends Father   
　　public static void main(String[] args)   
　　　 Father sample = new Son();//向上转型  
　　　 sample.method();  
　　  
  

声明的是父类的引用，但是执行的过程中调用的是子类的对象，程序首先寻找子类对象的method方法，但是没有找到，于是向上转型去父类寻找。

public class Son extends Father   
　　public void method()   
　　　 System.out.println("子类方法，对象类型：" + this.getClass());  
　　  
　　  
　　public static void main(String[] args)   
　　　 Father sample = new Son();//向上转型  
　　　 sample.method();  
　　  
  

由于子类重写了父类的method方法，根据上面的理论知道会去调用子类的method方法去执行，因为子类对象有method方法而没有向上转型去寻找

 

前面的理论当中已经提到了java的绑定规则，由此可知，在处理java类中的成员变量时，并不是采用运行时绑定，而是一般意义上的静态绑定。所以在向上转型的情况下，对象的方法可以找到子类，而对象的属性还是父类的属性。

代码如下：

public class Father   
  
　　protected String name="父亲属性";  
　　  
　　public void method()   
　　　 System.out.println("父类方法，对象类型：" + this.getClass());  
　　  
  
　　  
public class Son extends Father   
　　protected String name="儿子属性";  
　　  
　　public void method()   
　　　 System.out.println("子类方法，对象类型：" + this.getClass());  
　　  
　　  
　　public static void main(String[] args)   
　　　 Father sample = new Son();//向上转型  
　　　 System.out.println("调用的成员："+sample.name);  
　　  
  

 结论，调用的成员为父亲的属性。

这个结果表明，子类的对象(由父类的引用handle)调用到的是父类的成员变量。所以必须明确，运行时（动态）绑定针对的范畴只是对象的方法。如果想调用子类的成员变量，必须将成员变量封装成getValName（）形式。

现在试图调用子类的成员变量name，该怎么做？最简单的办法是将该成员变量封装成方法getter形式。

代码如下：

public class Father   
　　protected String name = "父亲属性";  
　　public String getName()   
　　　 return name;  
　　  
　　public void method()   
　　　 System.out.println("父类方法，对象类型：" + this.getClass());  
　　  
  
　　  
public class Son extends Father   
　　protected String name="儿子属性";  
　　  
　　public String getName()   
　　　 return name;  
　　  
　　  
　　public void method()   
　　　 System.out.println("子类方法，对象类型：" + this.getClass());  
　　  
　　  
　　public static void main(String[] args)   
　　　 Father sample = new Son();//向上转型  
　　　 System.out.println("调用的成员："+sample.getName());  
　　  
  

结果：调用的是儿子的属性

向下转型：

在向下转型过程中，分为两种情况：

情况一：如果父类引用的对象是指向子类的对象，那么在向下转型的过程中是安全的。也就是编译是不会出错误的。

情况二：如果父类引用的对象是父类本身对象，那么在向下转型的过程中是不安全的，编译不会出错，但是运行时会出现java.lang.ClassCastException错误。解决方案：可以使用instanceof来避免出错此类错误。实例如下：

public class Girl 

         public void smile()

              System.out.println("girl smile()...");

         



class MMGirl extends Girl

                   @Override

         public void smile() 

              System.out.println("MMirl smile sounds sweet...");

         

         public void c()

              System.out.println("MMirl c()...");

         



class main

    public static void main(String[] args) 

          Girl g1=new MMGirl(); //向上转型

          g1.smile();

          MMGirl mmg=(MMGirl)g1;    //向下转型,编译和运行皆不会出错

          mmg.smile();

          mmg.c();

          Girl g2=new Girl();

           //MMGirl mmg1=(MMGirl)g2; //不安全的向下转型,编译无错但会运行会出错

           //mmg1.smile();

           //mmg1.c();
           if(g2 instanceof MMGirl)
                 MMGirl mmg1=(MMGirl)g2;
                 mmg1.smile();
                 mmg1.c();
           
         

总结：

1、父类引用可以指向子类对象，子类引用不能指向父类对象。

2、把子类对象直接赋给父类引用叫upcasting向上转型，向上转型不用强制转型。

　　 如Father father = new Son();

3、把指向子类对象的父类引用赋给子类引用叫向下转型（downcasting），要强制转型。

　　 如father就是一个指向子类对象的父类引用，把father赋给子类引用son 即Son son =（Son）father；

　　 其中father前面的（Son）必须添加，进行强制转换。

4、upcasting 会丢失子类特有的方法,但是子类overriding 父类的方法，子类方法有效

5、向上转型的作用，减少重复代码，父类为参数，调有时用子类作为参数，就是利用了向上转型。这样使代码变得简洁。体现了JAVA的抽象编程思想。