如何在 Java 中检查布尔值是否为 null

简介

在这个实验中，你将学习在 Java 中处理 Boolean 对象时如何安全地处理 null 值。我们将探讨与基本数据类型 boolean 相比，在处理 Boolean 包装类时可能出现的 NullPointerException 问题。

你将学习在访问 Boolean 对象的值之前检查其是否为 null 的正确方法，使用 Optional 类进行更健壮的空值处理，并通过实际示例了解基本数据类型 boolean 和 Boolean 包装类在空值处理上的关键区别。

Skills Graph

检查 Boolean 对象是否为 Null

在这一步中，我们将探讨在 Java 中处理 Boolean 对象时如何处理潜在的 null 值。与基本数据类型 boolean 总是为 true 或 false 不同，Boolean 包装类可以持有 null 值。如果处理不当，这通常会导致 NullPointerException 错误。

让我们创建一个简单的 Java 程序来演示这一点。

1. 打开 WebIDE 编辑器。

2. 在左侧的文件资源管理器中，确保你位于 ~/project 目录下。

3. 在文件资源管理器的空白处右键单击，选择“新建文件”，并将其命名为 BooleanCheck.java。

4. 在编辑器中打开 BooleanCheck.java 文件。

5. 将以下代码复制并粘贴到编辑器中：

   public class BooleanCheck {
       public static void main(String[] args) {
           Boolean myBoolean = null;
   
           // This will cause a NullPointerException if myBoolean is null
           // if (myBoolean) {
           //     System.out.println("myBoolean is true");
           // }
   
           // Correct way to check for null before accessing the boolean value
           if (myBoolean != null && myBoolean) {
               System.out.println("myBoolean is true");
           } else if (myBoolean == null) {
               System.out.println("myBoolean is null");
           } else {
               System.out.println("myBoolean is false");
           }
       }
   }

   在这段代码中：

   • 我们声明了一个 Boolean 对象 myBoolean 并将其初始化为 null。
   • 注释掉的 if (myBoolean) 行展示了一个常见的错误，当 myBoolean 为 null 时会导致 NullPointerException。
   • if (myBoolean != null && myBoolean) 行展示了在尝试计算其布尔值之前检查 Boolean 对象是否不为 null 的正确方法。&& 运算符是一个短路运算符，这意味着如果 myBoolean != null 为 false，则不会计算第二部分 (myBoolean)，从而避免了错误。

6. 保存文件（Ctrl+S 或 Cmd+S）。

7. 打开 WebIDE 底部的终端。使用命令 cd ~/project 确保你位于 ~/project 目录下。

8. 输入以下命令并按回车键来编译 Java 程序：

   javac BooleanCheck.java

   如果没有错误，你将看不到任何输出。~/project 目录下将创建一个 BooleanCheck.class 文件。

9. 使用以下命令并按回车键来运行编译后的程序：

   java BooleanCheck

   你应该会看到以下输出：

   myBoolean is null

这个输出证实了我们的程序正确识别出 myBoolean 为 null，并避免了 NullPointerException。理解如何处理 Boolean 对象的 null 值对于编写健壮的 Java 代码至关重要。

使用 Optional 进行空值处理

在这一步中，我们将探索一种更现代的方法，即使用 Java 8 引入的 Optional 类来处理 Java 中潜在的 null 值。Optional 是一个容器对象，它可能包含也可能不包含非 null 值。它提供了一种清晰的方式来表明某个值可能不存在，有助于防止 NullPointerException 错误，并使代码更具可读性。

让我们修改之前的示例，以使用 Optional<Boolean>。

1. 在 WebIDE 编辑器中打开 BooleanCheck.java 文件。

2. 将文件的全部内容替换为以下新代码：

   import java.util.Optional;
   
   public class BooleanCheck {
       public static void main(String[] args) {
           // Creating an Optional that contains a Boolean value
           Optional<Boolean> optionalBooleanPresent = Optional.of(true);
   
           // Creating an Optional that is empty (represents null)
           Optional<Boolean> optionalBooleanEmpty = Optional.empty();
   
           // Handling the present Optional
           if (optionalBooleanPresent.isPresent()) {
               System.out.println("optionalBooleanPresent has a value: " + optionalBooleanPresent.get());
           } else {
               System.out.println("optionalBooleanPresent is empty");
           }
   
           // Handling the empty Optional
           if (optionalBooleanEmpty.isPresent()) {
               System.out.println("optionalBooleanEmpty has a value: " + optionalBooleanEmpty.get());
           } else {
               System.out.println("optionalBooleanEmpty is empty");
           }
   
           // Using orElse to provide a default value if the Optional is empty
           Boolean valueOrDefault = optionalBooleanEmpty.orElse(false);
           System.out.println("Value from optionalBooleanEmpty orElse(false): " + valueOrDefault);
   
           // Using ifPresent to perform an action only if a value is present
           optionalBooleanPresent.ifPresent(value -> System.out.println("Value is present: " + value));
       }
   }

   在这段更新后的代码中：

   • 我们导入了 java.util.Optional 类。
   • 我们创建了两个 Optional<Boolean> 对象：一个包含值 (Optional.of(true))，另一个为空 (Optional.empty())。
   • 我们使用 isPresent() 来检查 Optional 是否包含值。
   • 我们使用 get() 从 Optional 中获取值。注意： 对空的 Optional 调用 get() 会抛出 NoSuchElementException，因此始终先使用 isPresent() 进行检查，或者使用其他 Optional 方法。
   • 我们演示了 orElse(false)，如果 Optional 包含值，则返回该值，否则返回指定的默认值（在这种情况下为 false）。
   • 我们展示了 ifPresent()，它接受一个 lambda 表达式，并且仅当 Optional 中存在值时才执行该表达式。

3. 保存文件（Ctrl+S 或 Cmd+S）。

4. 打开 WebIDE 底部的终端。使用命令 cd ~/project 确保你位于 ~/project 目录下。

5. 输入以下命令并按回车键来编译 Java 程序：

   javac BooleanCheck.java

   如果编译成功，将生成一个新的 BooleanCheck.class 文件。

6. 使用以下命令并按回车键来运行编译后的程序：

   java BooleanCheck

   你应该会看到以下输出：

   optionalBooleanPresent has a value: true
   optionalBooleanEmpty is empty
   Value from optionalBooleanEmpty orElse(false): false
   Value is present: true

这个输出展示了如何使用 Optional 以比仅使用 null 更明确、更安全的方式处理值的存在或缺失。使用 Optional 可以使你的代码更清晰，并降低出现 NullPointerException 的可能性。

测试基本数据类型与包装类

在这一步中，我们将着重介绍 Java 的基本数据类型 boolean 和 Boolean 包装类之间的关键区别，特别是它们处理 null 值的能力。理解这一区别是在处理布尔值时避免 NullPointerException 的基础。

• 基本数据类型 boolean：这是 Java 中的一种基本数据类型。它只能存储两个值之一：true 或 false。基本数据类型 boolean 变量 永远 不能为 null。
• Boolean 包装类：这是一个包装基本数据类型 boolean 值的对象。由于它是一个对象，Boolean 变量可以持有对 Boolean 对象的引用（该对象包含 true 或 false），也可以持有 null 值。

让我们创建一个简单的程序来演示这种区别。

1. 打开 WebIDE 编辑器。

2. 在左侧的文件资源管理器中，确保你位于 ~/project 目录下。

3. 在文件资源管理器的空白处右键单击，选择“新建文件”，并将其命名为 PrimitiveVsWrapper.java。

4. 在编辑器中打开 PrimitiveVsWrapper.java 文件。

5. 将以下代码复制并粘贴到编辑器中：

   public class PrimitiveVsWrapper {
       public static void main(String[] args) {
           // Declaring a primitive boolean
           boolean primitiveBoolean = true;
   
           // Declaring a Boolean wrapper object
           Boolean wrapperBoolean = null; // Wrapper can be null
   
           System.out.println("Primitive boolean value: " + primitiveBoolean);
   
           // Checking if the wrapper Boolean is null before printing
           if (wrapperBoolean == null) {
               System.out.println("Wrapper Boolean is null");
           } else {
               System.out.println("Wrapper Boolean value: " + wrapperBoolean);
           }
   
           // Attempting to assign null to a primitive boolean will cause a compile-time error
           // primitiveBoolean = null; // Uncommenting this line will cause an error
       }
   }

   在这段代码中：

   • 我们声明了一个基本数据类型 boolean 并将其初始化为 true。
   • 我们声明了一个 Boolean 包装类对象并将其初始化为 null。这对于包装类来说是有效的。
   • 我们打印了基本数据类型 boolean 的值。
   • 我们在尝试打印包装类 Boolean 的值之前检查它是否为 null，这展示了对包装类进行空值检查的必要性。
   • 注释掉的代码行表明你不能将 null 赋值给基本数据类型 boolean。如果你取消注释这一行并尝试编译，将会得到一个编译错误。

6. 保存文件（Ctrl+S 或 Cmd+S）。

7. 打开 WebIDE 底部的终端。使用命令 cd ~/project 确保你位于 ~/project 目录下。

8. 输入以下命令并按回车键来编译 Java 程序：

   javac PrimitiveVsWrapper.java

   如果没有错误，将创建一个 PrimitiveVsWrapper.class 文件。

9. 使用以下命令并按回车键来运行编译后的程序：

   java PrimitiveVsWrapper

   你应该会看到以下输出：

   Primitive boolean value: true
   Wrapper Boolean is null

这个输出清楚地表明，基本数据类型 boolean 持有一个值（true），而 Boolean 包装类对象可以持有 null。在设计 Java 程序和处理可能缺失的值时，这种区别非常重要。

总结

在本次实验中，我们学习了在 Java 里处理 Boolean 对象时如何应对潜在的 null 值。我们了解到，与基本数据类型 boolean 不同，Boolean 包装类可以为 null，这可能会导致 NullPointerException 错误。我们展示了在访问 Boolean 对象的布尔值之前，结合使用 != null 检查和逻辑与运算符 (&&) 来正确检查该对象是否不为 null 的方法。这样可以确保只有在对象不为 null 时才会对布尔值进行求值，从而避免运行时错误。