Java 如何避免空指针异常？

2025 年 3 月 28 日 | 阅读 4 分钟

空指针异常 (Null Pointer Exception) 是一种运行时异常，当 Java 程序尝试使用一个值为 null 的对象引用时，就会抛出该异常。空指针异常可能在以下几种情况下发生：

1. 使用 null 对象调用方法

如果我们在一个 null 对象上调用某个方法，Java 程序会抛出 NullPointerException。考虑以下示例。

public class DummyClass {
public static DummyClass init() {
return null;
}
String convert(String s) {
return s.toUpperCase();
}
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
DummyClass dummy = DummyClass.init();
System.out.println(dummy.convert("jtp"));
}

}

输出

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException: 	Cannot invoke "DummyClass.convert(String)" because "dummy" 	is null
at DummyClass.main(DummyClass.java:14)

2. 程序尝试修改 null 对象的字段

如果我们尝试修改一个 null 对象的字段，也可能抛出空指针异常。考虑以下示例。

public class DummyClass {
int num = 50;
public static DummyClass init() {
return null;
}
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
DummyClass dummy = DummyClass.init();
System.out.println(dummy.num);
}
}

输出

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException: 	Cannot read field "num" because "dummy" is null
at DummyClass.main(DummyClass.java:10)

3. 将 null 参数传递给方法

如果我们不对方法的参数进行 null 值检查，就可能发生空指针异常。考虑以下示例。

public class DummyClass {
String convert(String s) {
return s.toUpperCase();
}
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
DummyClass dummy = new DummyClass();
System.out.println(dummy.convert(null));
}
}

输出

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException: 	Cannot invoke "String.toUpperCase()" because "s" is null
at DummyClass.convert(DummyClass.java:4)
at DummyClass.main(DummyClass.java:9)

4. 尝试操作一个 null 的数组对象

如果我们尝试对一个 null 数组执行操作，则会抛出空指针异常。考虑以下示例。

public class DummyClass {
int arr[] = null;
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
DummyClass dummy = new DummyClass();
System.out.println(dummy.arr.length);
}
}

输出

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException: Cannot read the array length because "dummy.arr" is null
at DummyClass.main(DummyClass.java:7)

5. 尝试对 null 对象进行同步

当我们需要为并发访问同步方法或块时，必须检查用于同步的对象引用是否为 null。考虑以下示例。

public class DummyClass {
public static String var = null;
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
synchronized (var) {
System.out.println("Synchronized block");
}
}
}

输出

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException: Cannot enter synchronized block because "DummyClass.var" is null
at DummyClass.main(DummyClass.java:6)

避免空指针异常一直是 Java 开发者的一个重要任务。许多编程语言提供了检查空指针异常的方法。然而，Java 本身并没有提供这样的内置方法。

为了避免空指针异常，我们需要确保所有对象在使用前都已初始化为合法值。我们必须在定义引用变量时就进行验证，确保它不是 null，因为对 null 引用变量执行任何操作都会导致空指针异常。

处理空指针异常时，我们需要考虑以下几种情况：

字符串比较

当我们将字符串与字面量进行比较时，如果我们要比较的字符串对象为 null，则可能会遇到空指针异常。考虑以下示例。

public class StringCompare {

public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
String str = null;
if(str.equals("JTP")) {
System.out.println("Same objects");
}else {
System.out.println("Different Objects");
}
}
}

输出

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException: Cannot invoke "String.equals(Object)" because "str" is null
at StringCompare.main(StringCompare.java:7)

上面的示例将抛出空指针异常，因为调用 equals() 方法的字符串对象为 null。然而，如果我们调用 String 字面量（其值已知）上的 equals() 方法，而不是 String 对象，就可以避免这种情况。考虑以下示例，它不会抛出空指针异常。

public class StringCompare {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
String str = null;
if("JTP".equals(str)) {
System.out.println("Same objects");
}else {
System.out.println("Different Objects");
}
}
}

输出

Different Objects

使用三元运算符

我们还可以使用三元运算符来避免空指针异常。我们可以使用三元运算符进行检查。我们检查布尔表达式，如果表达式为真则返回值 1；否则，返回值 2。

请看以下示例。

public class AvoidNullPointer {
public static void main(String[] args) {
String str = null;
String msg = (str == null) ? "null value" : str.concat("JTP");
System.out.println(msg);

str = "Javatpoint ";
msg = (str == null) ? "null value" : str.concat("JTP");
System.out.println(msg);
}
}

输出

null value
Javatpoint JTP

在上面的示例中，如果字符串对象为 null，则 msg 将为 null 值；否则，它将打印实际的字符串。

检查方法的参数

我们可以在执行方法体之前检查方法的参数是否为 null。考虑以下示例，当传递给方法的参数无效时，它会抛出 IllegalArgumentException。

public class AvoidNullPointer {
static int value = 50;
public static int getValue(String s) {
if(s == null) {
throw new IllegalArgumentException("Arguments can not be null");
}
return value;
}
public static void main(String[] args) {
String s = null;
try {
System.out.println(getValue(s));
}catch (IllegalArgumentException ex) {
// TODO: handle exception
System.out.println("IllegalArgumentException caught");
}

s = "JTP";
try {
System.out.println(getValue(s));
}catch (IllegalArgumentException ex) {
// TODO: handle exception
System.out.println("IllegalArgumentException caught");
}

}
}

输出

IllegalArgumentException caught
50

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Java 如何避免空指针异常？

1. 使用 null 对象调用方法

2. 程序尝试修改 null 对象的字段

3. 将 null 参数传递给方法

4. 尝试操作一个 null 的数组对象

5. 尝试对 null 对象进行同步

字符串比较

使用三元运算符

检查方法的参数

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4. 尝试操作一个 null 的数组对象

5. 尝试对 null 对象进行同步

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