写在前面:
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。前段时间遇到(一个由于使用三目运算符导致的问题,其实是因为有三目运算符和自动拆箱同时使用(虽然自动拆箱不是我主动用的)。
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。
1 2 | Map<String,Boolean> map = new HashMap<String, Boolean>(); Boolean b = (map!= null ? map.get( "test" ) : false ); |
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)。当然,这段代码是存在问题的,执行该代码,会报NPE.
1 | 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:
1 2 | HashMap hashmap = new HashMap(); Boolean boolean1 = Boolean.valueOf(hashmap == null ? false : ((Boolean)hashmap.get( "test" )).booleanValue()); |
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。那么接下来看看如何解决该问题以及为什么会出现这种问题。
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:
1 2 | 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。
这和三目运算符有关。
对于有些选择分支结构,可以使用简单的条件运算符来代替. 如:
if(a<b)
min=a;
else
min=b;
可以用下面的条件运算符来处理
min=(a<b)?a:b;
其中”(a<b)?a:b“是一个”条件表达式”,它是这样执行的: 如果a<b为真,则表达式取a值,否则取b值.
条件运算符由两个符号组成”?“和”:“, 要求有3个操作对象,所以也叫它三目运算符,它是C语言中唯一的三目运算符.
它的一般形式为:
表达式1?表达式2:表达式3;
以下是关于条件运算符的几点说明:
(1) 通常情况下,表达式1是关系表达式或逻辑表达式,用于描述条件表达式中的条件,表达式2和表达式3可以是常量,变量或表达式.例如:
(x==y)?’Y’:’N’
(d=b*b-4*a*c)>=0?sqrt(d):sqrt(-d)
ch=(ch>=’A’&&ch<=’Z’)?(ch+32):ch
以上均为合法的条件表达式.
(2) 条件表达式的执行顺序为:先求解表达式1,若值为非0,表示条件为真,则求解表达式2,此时表达式2的值就作为整个条件表达式的值;
若表达式1的值为0,表示条件为假,则求解表达式3,表达式3的值就是整个条件表达式的值.例如:
(a>=0)?a:-a 执行结果是a的绝对值.
(3) 在程序中,通过把条件表达式的值直接赋予某个变量.例如:
min=(a<b)?a:b 执行结果就是将条件表达式的值赋予变量min,即将a和b二者中较小的数赋给min.
(4) 条件表达式的优先级别仅高于赋值运算符,而低于前面遇到过的所有运算符.
因此,min=(a<b)?a:b括号可以不要,可直接写成,min=a<b?a:b如果有x<y?x+1:y-1等效于x<y(x+1):(y-1)而不等效于(x<y?x+1:y)-1
(5) 条件运算符的结合方向为”自右至左”.
(6) 条件表达式允许嵌套,即允许条件表达式中的表达式2和表达式3又是一个条件表达式.例如:
x>0?1:x<0?-1:0
上述条件表达式中,表达式3部分又是一个条件表达式.根据条件表达式的结合性,上述条件表达式等价于:
x>0?1:(x<0?-1:0)
其作用是判断x的符号情况.当x为正数时,该条件表达式的值为1;当x为负数时,该条件表达式的值为-1;当x为0时,该条件表达式的值为0.
(7) 条件表达式不能取代一般的if语句,仅当if语句中内嵌的语句为赋值语句(且两个分支都给同一变量赋值)时才能代替if语句.例如:
if(a%2==0)
printf(“even/n”);
else
printf(“odd/n”);
不能写成:
(a%2==0)?printf(“even/n”):printf(“odd/n”);
但可以用下面语句代替:
printf(“%s/n”,(a%2==0?”even”:”odd”);
该语句的作用是:若 a 为偶数,输出 even;若 a 为奇数,输出odd.
(8) 表达式1,表达式2,表达式3的类型可以不同.此时条件表达式的值的类型为它们中较高的类型.例如:
main() {
char c1, ch;
ch = getchar();
c1 = ch <= ‘Z’ && ch >= ‘A’ ? ‘ @ ‘ : ch ;
putchar(c1);
}
该程序的作用是从键盘输入任意一个字符,判别它们是否大写字母,如果是,输出一个@;否则按原样输出 dot
上例中,程序第6行是关键语句,该语句实现输入字符的判断,选择与更换工作.
其执行过程为:先由此语句中的赋值号右侧的条件运算符对输入的字符进行判断和选择,若ch>=’A’&&ch<=’Z’成立,说明ch是大写英文字母,此时选@;否则仍选原字符ch,然后把选择的结果赋值给原变量ch 。