【Java设计模式】Java设计模式之（十六）空对象模式（Null Object Pattern）

青旅半醒 2022-08-31 15:26 240阅读 0赞

**本文目录**

一、空对象模式介绍

1.1 含义

1.2 适用场景

1.3 主要解决

1.4 优点

二、空对象模式实现

2.1 类图

2.2 代码实现（无空对象模式）

2.3 代码实现（使用空对象模式）

三、源码分析

--------------------

这种类型的设计模式属于行为型模式。

# 一、空对象模式介绍 #

## 1.1 含义 ##

在空对象模式（Null Object Pattern）中，一个空对象取代 NULL 对象实例的检查。Null 对象不是检查空值，而是反应一个不做任何动作的关系。这样的 Null 对象也可以在数据不可用的时候提供默认的行为。

在空对象模式中，我们创建一个指定各种要执行的操作的抽象类和扩展该类的实体类，还创建一个未对该类做任何实现的空对象类，该空对象类将无缝地使用在需要检查空值的地方。

空对象模式并不是 GoF 那本《设计模式》中提到的 23 种经典设计模式之一，但却是一个经常出现以致我们不能忽略的模式。

## 1.2 适用场景 ##

① 如果在一个系统里面有有很多判空检查，那么空对象模式可以减少对这种判断的检查。

## 1.3 主要解决 ##

代码中抛出的NPE（Null Pointer Exception）异常。

关键代码：返回对象和空对象需要实现同一个接口，具备一致的代码结构。

## 1.4 优点 ##

> （1）它可以加强系统的稳固性，能有有效地防止空指针报错对整个系统的影响，使系统更加稳定。  
> （2）它能够实现对空对象情况的定制化的控制，能够掌握处理空对象的主动权。  
> （3）它并不依靠Client来保证整个系统的稳定运行。  
> （4）它通过isNull对==null的替换，显得更加优雅，更加易懂。

# 二、空对象模式实现 #

> 所有设计模式的代码实现例子都可在码云上查看哦，感兴趣的可以查看哈，码云地址：https://gitee.com/no8g/java-design-patterns

## 2.1 类图 ##

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDI5OTAyNw_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

## 2.2 代码实现（无空对象模式） ##

假设这样一个场景：

> 在一个图书信息查询系统中，你调用一个方法，传过去你要查找图书的id，然后它返回给你，你要查找的图书对象，这样你就可以调用对象的方法来输出图书的信息。

其实这种场景在程序设计中还是比较常见的。下面，我们来实现以下具体的代码。

> 首先，我们来看一下ConcreteBook类的代码（提供构造函数和展示图书信息的showInfo()方法。）

package com.iot.practice.designpattern.nullobject;
 
 /**
 * ConcreteBook 此类用于：
 * @author：hujm
 * @date：2021年07月26日 16:20
 * @remark：
 */
 public class ConcreteBook {
 
 /**
 * 图书id
 */
 private int bookId;
 
 /**
 * 图书名字
 */
 private String name;
 
 /**
 * 作者
 */
 private String author;
 
 /**
 * 构造函数
 *
 * @param bookId 图书id
 * @param name 图书名字
 * @param author 作者
 */
 public ConcreteBook(int bookId, String name, String author) {
 this.bookId = bookId;
 this.name = name;
 this.author = author;
 }
 
 /**
 * 展示图书的相关信息
 */
 public void showInfo() {
 System.out.println(bookId + "----" + name + "----" + author);
 }
 }

> 再来看看创建图书对象的抽象对象，主要提供一个获得ConcreteBook的方法：

package com.iot.practice.designpattern.nullobject;
 
 /**
 * AbstractObject 此类用于：
 * @author：hujm
 * @date：2021年07月26日 16:24
 * @remark：
 */
 public class AbstractObject {
 
 public ConcreteBook getInfo(int bookId) {
 
 ConcreteBook book;
 switch (bookId) {
 case 1:
 book = new ConcreteBook(bookId, "设计模式", "GoF");
 break;
 case 2:
 book = new ConcreteBook(bookId, "被遗忘的设计模式", "Null Object Pattern");
 break;
 default:
 // 其实这个可以省略，因为初始化已经赋值为null。
 book = null;
 break;
 }
 
 return book;
 }
 }

> 最后，看一下客户端的代码：

package com.iot.practice.designpattern.nullobject;
 
 /**
 * Client 此类用于：
 * @author：hujm
 * @date：2021年07月26日 16:25
 * @remark：
 */
 public class Client {
 
 public static void main(String[] args) {
 AbstractObject abstractObject = new AbstractObject();
 ConcreteBook concreteBook = abstractObject.getInfo(1);
 concreteBook.showInfo();
 }
 }

上面三段代码很简单。运行一下，结果如下：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDI5OTAyNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

运行很顺利，这时，把ConcreteBook concreteBook= abstractObject.getInfo(1);中的1改为2，也运行成功。这时候，改成-1。再来运行一下，发现如下报错：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDI5OTAyNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

> 空指针报错，是的，这应该是Java初学者见到最多的报错了。它提示我们第14行concreteBook.showInfo()报错。这是为什么呢？因为我们通过abstractObject.getInfo()方法获取ConcreteBook对象的时候，如果我们传入的参数，即图书的id，属于非法值（如-1）或者不存在（如3）的话（其实这种情况是经常遇到的。），就会返回null，表示我们查找的图书信息并不存在。这时，book为null.你再调用concreteBook.showInfo()。当然要报空指针的错误了。那怎么解决呢？

比较常规的做法就是在客户端加一个判断，判断是否为null。如果为null的话，就不再调用showInfo()方法。如果不为null再调用showInfo()方法。更改如下：

package com.iot.practice.designpattern.nullobject.nopattern;
 
 /**
 * Client 此类用于：
 * @author：hujm
 * @date：2021年07月26日 16:25
 * @remark：
 */
 public class Client {
 
 public static void main(String[] args) {
 AbstractObject abstractObject = new AbstractObject();
 ConcreteBook concreteBook = abstractObject.getInfo(-2);
 if (concreteBook == null) {
 System.out.println("concreteBook 对象为 null！");
 } else {
 concreteBook.showInfo();
 }
 }
 }

此时，再运行，就不会报错了。而是，输出了：book对象为null。

> 但是，你有没有考虑过？这样做，确实消除了报错，但是这样做真的好吗？你想如果在一段程序中有很多处调用getInfo()方法或者有很多个客户端的话（比如图书馆的查询终端肯定不止一个啊），岂不是很多处都要判断book对象是否为null？这还不算坏，如果哪一处没有判断，然后报错了，很有可能导致程序没法继续运行甚至崩溃。而且，你要记住，永远都不要太相信客户端（Client），不要把整个程序的稳定性寄托在客户端身上。还有，像上面的处理方法，当获取对象为null的时候，输出的提示信息是有客户端来定制的，这样岂不是把主动权交给了客户端，而不是我们系统本身？

那究竟应该如何实现才会更加合适呢？那就要用到今天要讲的Null Object Pattern——一种被遗忘的设计模式。

## 2.3 代码实现（使用空对象模式） ##

新增的接口Book：

package com.iot.practice.designpattern.nullobject.pattern;
 
 /**
 * Book 此接口用于：
 * @author：hujm
 * @date：2021年07月26日 16:51
 * @remark：
 */
 public interface Book {
 
 /**
 * 判断Book对象是否为空对象（Null Object）
 *
 * @return 是否是空对象
 */
 public boolean isNull();
 
 /**
 * 展示Book对象的信息内容
 */
 public void show();
 }

新增的空对象类NullBook类的代码（继承Book类）：

package com.iot.practice.designpattern.nullobject.pattern;
 
 /**
 * NullBook 此类用于：
 * @author：hujm
 * @date：2021年07月26日 16:52
 * @remark：
 */
 public class NullBook implements Book {
 
 @Override
 public boolean isNull() {
 return true;
 }
 
 @Override
 public void show() {
 // 这里什么都不用做
 }
 }

原有的ConcreteBook类修改后的代码（增加对Book接口的实现，实现isNull方法）：

package com.iot.practice.designpattern.nullobject.pattern;
 
 /**
 * RealBook 此类用于：
 * @author：hujm
 * @date：2021年07月26日 16:52
 * @remark：
 */
 public class RealBook implements Book {
 
 /**
 * 图书id
 */
 private int bookId;
 
 /**
 * 图书名字
 */
 private String name;
 
 /**
 * 作者
 */
 private String author;
 
 /**
 * 构造函数
 *
 * @param bookId 图书id
 * @param name 图书名字
 * @param author 作者
 */
 public RealBook(int bookId, String name, String author) {
 this.bookId = bookId;
 this.name = name;
 this.author = author;
 }
 
 @Override
 public boolean isNull() {
 return false;
 }
 
 @Override
 public void show() {
 System.out.println(bookId + "--**--" + name + "--**--" + author);
 }
 }

抽象类（AbstractObject）修改后的代码（返回对象从ConcreteBook改为Book，当bookId属于非法值或者不存在时，返回NullBook对象。）：

package com.iot.practice.designpattern.nullobject.pattern;
 
 /**
 * AbstractObject 此类用于：
 * @author：hujm
 * @date：2021年07月26日 16:55
 * @remark：
 */
 public class AbstractObject {
 
 public Book getBook(int bookId) {
 // 将原来的ConcreteBook改为Book
 Book book;
 switch (bookId) {
 case 1:
 book = new RealBook(bookId, "设计模式", "GoF");
 break;
 case 2:
 book = new RealBook(bookId, "被遗忘的设计模式", "Null Object Pattern");
 break;
 default:
 // 创建一个NullBook对象
 book = new NullBook();
 break;
 }
 
 return book;
 }
 }

客户端的代码为：

package com.iot.practice.designpattern.nullobject.pattern;
 
 /**
 * NullObjectClient 此类用于：
 * @author：hujm
 * @date：2021年07月26日 16:56
 * @remark：
 */
 public class NullObjectClient {
 
 public static void main(String[] args) {
 AbstractObject abstractObject = new AbstractObject();
 Book book = abstractObject.getBook(-1);
 book.show();
 }
 }

# 三、源码分析 #

// 后续补充

到这里，Null Object Pattern就介绍完了，还可以参考这篇资料，讲得很不错的。http://www.cs.oberlin.edu/~jwalker/nullObjPattern/

完结！

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDI5OTAyNw_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220829/d43b0345ed3c4230912d09a0246dd054.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDI5OTAyNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20220829/f52c8bf0daf04acd91d9c618a7e56f7d.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDI5OTAyNw_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20220829/a18903bd84ff44079d296deebfc29650.png