设计模式-空对象模式

设计模式专栏

模式介绍

空对象模式是一种设计模式，用于处理对象不存在的情况。它通过返回一个空对象来代替 null 值，从而避免了空指针异常。空对象通常具有与正常对象相同的接口，但其方法体为空或返回默认值。

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。

空对象模式的优点包括：

加强系统的稳固性，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。
实现对空对象情况的定制化的控制，掌握处理空对象的主动权。
不依靠Client来保证整个系统的稳定运行。
通过isNull对==null的替换，显得更加优雅，更加易懂。

此外，空对象模式还可以提高代码复用性，减少代码重复，提高程序的可读性。

模式特点

空对象模式的优点主要包括：

减少了对null的检查，有效地避免了NullPointerException异常。
减少了代码量，使代码变得更加简洁。
更容易理解和测试，因为不需要考虑null值的情况。
使系统更加稳定，避免程序抛出NullPointerException异常。
提高代码复用性，减少代码重复，提高程序的可读性。

空对象模式也存在一些缺点：

如果使用不当，可能会降低性能。
如果使用不当，可能会对代码逻辑造成影响。
如果使用不当，可能会对应用的扩展性造成影响。
空对象本身也是一个对象，如果创建太多的话也会降低性能。
空对象本身也是一个对象，如果创建太多的话也会降低内存占用量。

在使用空对象模式时需要谨慎考虑其优缺点，并正确地使用该模式。

应用场景

空对象模式的应用场景包括但不限于：

当对象实例需要一个协作实例，但不需要引入新的协作实例时，可以使用空对象模式。
当部分协作实例不需要做任何处理时，可以使用空对象模式。
当需要从客户端中抽象出不存在对象实例的代码逻辑时，可以使用空对象模式。
在场景中，不想让面板直接漂浮在对象模型上，可以利用空对象，挂载面板，并放置目标的位置上。
当需要根据不同的判定结构展示多卡片时，可以利用空对象模式。
在需要将同类设备进行统一编组，例如对辊床进行编组管理时，可以使用空对象模式。
在目标对象需要在非实体模型上生成或发生碰撞时，可以利用空对象模式。
在需要将模型纳内分组，按照所需要的比例调整空对象的缩放比例时，可以利用空对象模式实现比例尺的功能。
当需要将模型作为全局视效或驱动脚本的挂载载体时，可以利用空对象模式。

请注意，这只是一些应用场景示例，并非空对象模式的全部应用场景。具体使用需要根据实际需求来判断是否适用。

空对象模式和单例模式的区别

空对象模式和单例模式是两种不同的软件设计模式，它们的目标和应用场景也不同。

空对象模式是一种处理对象不存在的模式，通过返回一个空对象来代替 null 值，从而避免了空指针异常。它的主要优点包括减少对 null 的检查，简化代码，提高代码复用性和可读性等。

单例模式则是一种创建类型的模式，其目标是在整个应用程序中只创建一个对象实例。它的优点包括节省内存资源，保证数据内容的一致性，避免对资源的多重占用等。

空对象模式关注的是如何处理不存在的对象，而单例模式关注的是如何确保某个类只有一个实例。

代码示例

Java实现空对象模式

在Java中实现空对象模式，可以通过创建一个空对象类来实现。这个空对象类通常继承自需要使用空对象模式的类，并实现所有方法，但方法体为空或返回默认值。

以下是一个示例代码，演示如何实现空对象模式：

java 复制代码

public class EmptyObject {
    private static EmptyObject instance = new EmptyObject();

    private EmptyObject() {
    }

    public static EmptyObject getInstance() {
        return instance;
    }

    // 空对象的所有方法都是空的或者返回默认值
    public void doSomething() {
    }

    public String getName() {
        return "Empty Object";
    }
}

在上面的示例中，EmptyObject类继承自需要使用空对象模式的类（例如某个具体的业务类），并实现了所有方法。这些方法的实现都是空的或者返回默认值。getInstance()方法用于获取空对象的实例。

使用空对象模式时，可以像使用普通对象一样使用空对象。例如：

java 复制代码

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用空对象
        EmptyObject emptyObject = EmptyObject.getInstance();
        emptyObject.doSomething(); // 调用空对象的方法，不会抛出异常
        System.out.println(emptyObject.getName()); // 输出 "Empty Object"
    }
}

在上面的示例中，我们通过EmptyObject.getInstance()方法获取了一个空对象的实例，并像使用普通对象一样调用了它的方法。由于这些方法都是空的或者返回默认值，因此不会抛出异常。

Python实现空对象模式

在Python中，实现空对象模式可以通过定义一个空类或者使用None对象来实现。

以下是使用空类实现空对象模式的示例代码：

python 复制代码

class EmptyObject:
    pass

# 使用空对象
empty_obj = EmptyObject()
empty_obj.do_something()  # 不会抛出异常

在上面的示例中，我们定义了一个名为EmptyObject的空类，它没有任何方法和属性。通过实例化这个空类，我们可以得到一个空对象。调用空对象的方法时，不会抛出异常，因为这些方法都没有被实现。

另外，Python内置的None对象也可以作为空对象的替代品。使用None对象可以更加简洁地表示空对象的概念。以下是使用None对象实现空对象模式的示例代码：

python 复制代码

# 使用None作为空对象
empty_obj = None
empty_obj.do_something()  # 不会抛出异常

在上面的示例中，我们使用None对象来表示空对象。调用None对象的方法时，同样不会抛出异常，因为None对象没有任何方法。

无论使用哪种方式实现空对象模式，关键在于确保空对象的所有方法都没有被实现或者返回默认值，以避免出现异常。

空对象模式在spring中的应用

空对象模式在Spring框架中有一定的应用，主要涉及处理null值的场景。Spring框架提供了Null对象设计模式，用于处理对象为空的情况，避免NullPointerException异常。

在Spring中，可以使用@Nullable注解来标记一个方法或参数可以为空。当调用该方法或传递该参数时，如果值为null，Spring会抛出一个异常。

另外，Spring还提供了@NonNull注解来标记一个方法或参数不能为空。如果调用该方法或传递该参数时值为null，Spring会抛出一个异常。

通过使用@Nullable和@NonNull注解，可以在Spring中有效地处理null值，避免出现NullPointerException异常。

需要注意的是，空对象模式和Null对象设计模式是两个不同的概念。空对象模式关注的是如何处理不存在的对象，而Null对象设计模式关注的是如何处理null值。在Spring中，主要应用的是Null对象设计模式来处理null值的情况。

设计模式-单例模式