Java三元表达式拆包

三元表达式拆包

三元表达式是Java编码中的一个固定语法格式：“条件表达式？表达式1：表达式2”。三元表达式的逻辑为：“如果条件表达式成立，则执行表达式1，否则执行表达式2”。

1.问题现象

boolean condition = false;
Double value1 = 1.0D;
Double value2 = 2.0D;
Double value3 = null;
Double result = condition ? value1 * value2 : value3;//抛出空指针异常

当条件表达式condition等于false时，直接把Double对象value3赋值给Double对象result，按道理没有问题呀，为什么会抛出空指针异常（NullPointerException）？

2.问题分析

通过反编译代码，我们得到语句"Double result = condition ? value1 * value2 : value3;"的字节码指令如下：

17  iload_1 [condition]
18  ifeq 33
21  aload_2 [value1]
22  invokevirtual java.lang.Double.doubleValue() : double [24]
25  aload_3 [value2]
26  invokevirtual java.lang.Double.doubleValue() : double [24]
29  dmul
30  goto 38
33  aload 4 [value3]
35  invokevirtual java.lang.Double.doubleValue() : double [24]
38  invokestatic java.lang.Double.valueOf(double) : java.lang.Double [16]
41  astore 5 [result]
43  getstatic java.lang.System.out : java.io.PrintStream [28]
46  aload 5 [result]

在第33行，加载Double对象value3到操作数栈中；在第35行，调用Double对象value3的doubleValue方法。这个时候，由于value3是空对象null，调用doubleValue方法必然抛出抛出空指针异常。但是，为什么要把空对象value3转化为基础数据类型double？

查阅相关资料，得到三元表达式的类型转化规则：

若两个表达式类型相同，返回值类型为该类型；

若两个表达式类型不同，但类型不可转换，返回值类型为Object类型；

若两个表达式类型不同，但类型可以转化，先把包装数据类型转化为基本数据类型，然后按照基本数据类型的转换规则（byte

根据规则分析，表达式1（value1 * value2）计算后返回基础数据类型double，表达式2（value3）返回包装数据类型Double，根据三元表达式的类型转化规则判断，最终的返回类型为基础数据类型double。所以，当条件表达式condition等于false时，需要把空对象value3转化为基础数据类型double，于是就调用了value3的doubleValue方法抛出了空指针异常。

可以用以下案例验证三元表达式的类型转化规则：

boolean condition = false;
Double value1 = 1.0D;
Double value2 = 2.0D;
Double value3 = null;
Integer value4 = null;
// 返回类型为Double,不抛出空指针异常
Double result1 = condition ? value1 : value3;
// 返回类型为double,会抛出空指针异常
Double result2 = condition ? value1 : value4;
// 返回类型为double,不抛出空指针异常
Double result3 = !condition ? value1 * value2 : value3;
// 返回类型为double,会抛出空指针异常
Double result4 = condition ? value1 * value2 : value3;

3.避坑方法

(1)尽量避免使用三元表达式，可以采用if-else语句代替

如果三元表达式中有算术计算和包装数据类型，可以考虑利用if-else语句代替。改写代码如下：

boolean condition = false;
Double value1 = 1.0D;
Double value2 = 2.0D;
Double value3 = null;
Double result;
if (condition) {result = value1 * value2;
} else {result = value3;
}

(2)尽量使用基本数据类型，避免数据类型的自动转化

如果三元表达式中有算术计算和包装数据类型，可以考虑利用if-else语句代替。改写代码如下：

boolean condition = false;
double value1 = 1.0D;
double value2 = 2.0D;
double value3 = 3.0D;
double result = condition ? value1 * value2 : value3;

(3)进行覆盖性单元测试，尽量把问题发现在研发阶段

像这种问题，只要编写一些单元测试用例，进行一些覆盖性测试，是完全可以提前发现的。