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1.简介
空对象模式也是我们平时编程用的比较多的一种行为型设计模式，它的宗旨在解决空对象引起的异常报错问题；在空对象模式（Null Object Pattern）中，一个空对象取代 Null 对象实例的检查。Null 对象不是检查空值，而是反应一个不做任何动作的关系。这样的 Null 对象也可以在数据不可用的时候提供默认的行为。
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。
在C/C++编程中，如果一个接口返回一个对象指针，如：
cpp
class AbstractObject{
public:
int compareTo(int value){
//...
return 0;
}
}
AbstractObject* getValue(int n);在接口调用的时候，IMessageField* p = getValue(100); 一般都是去判断 p 是否 为null，如果不判断p, 直接调用IMessageField的成员函数compareTo，程序就崩溃了；利用空对象模式就解决了这个问题，从而避免不管怎么调用都不会导致程序崩溃的情况，下面我们就看看怎么解决这个问题的。
2.结构图
空对象模式的UML类图如下：
由上图可以看到，空对象模式主要包含3个角色。
-
抽象对象（AbstractObject）：定义所有子类公有的行为和属性，一般定义一个isNull接口是不必可少的。
-
真实对象（CRealObject）：继承AbstractObject类，并实现所有行为。
-
空对象（CNullObject）：继承AbstractObject类，对父类方法和属性不做实现和赋值。
3.实例
真实对象和空对象定义如下：
cpp
#include <iostream>
#include <map>
#include <memory>
// 抽象对象
class AbstractObject {
public:
virtual void doSomething() = 0;
virtual bool isNull() const = 0;
};
// 真实对象1
class CRealObject1 : public AbstractObject {
public:
void doSomething() override {
std::cout << "CRealObject1 is doing something." << std::endl;
}
bool isNull() const override { return false; }
};
// 真实对象2
class CRealObject2 : public AbstractObject {
public:
void doSomething() override {
std::cout << "CRealObject2 is doing something." << std::endl;
}
bool isNull() const override { return false; }
};
// 真实对象3
class CRealObject3 : public AbstractObject {
public:
void doSomething() override {
std::cout << "CRealObject3 is doing something." << std::endl;
}
bool isNull() const override { return false; }
};
// 空对象
class CNullObject : public AbstractObject {
public:
void doSomething() override {
// 空对象不进行任何操作
}
bool isNull() const override { return true; }
};
class CMessageEntity
{
public:
void add(int value, AbstractObject* pObject) {
m_objects[value] = pObject;
}
void remove(int value) {
m_objects.erase(value);
}
AbstractObject* getObject(int value) {
static CNullObject s_nullObject;
if (m_objects.find(value) != m_objects.end()) {
return m_objects[value];
}
return &s_nullObject;
}
private:
std::map<int, AbstractObject*> m_objects;
};测试例程如下：
cpp
int main() {
std::unique_ptr<AbstractObject> obj1(new CRealObject1());
std::unique_ptr<AbstractObject> obj2(new CRealObject2());
std::unique_ptr<AbstractObject> obj3(new CRealObject3());
CMessageEntity entities;
entities.add(10, obj1.get());
entities.add(20, obj2.get());
entities.add(234, obj3.get());
entities.getObject(20)->doSomething(); // 输出: CRealObject2 is doing something.
entities.getObject(234)->doSomething(); // 输出: CRealObject3 is doing something.
entities.getObject(0)->doSomething(); // 输出:
entities.getObject(10)->doSomething(); // 输出: CRealObject1 is doing something.
return 0;
}上述示例中，定义了一个抽象对象类AbstractObject，真实对象类CRealObject1、CRealObject2、CRealObject3和空对象类CNullObject都继承自抽象对象类。在主函数中，创建了三个真实对象和一个空对象，并调用它们的doSomething()方法。真实对象会执行具体的操作，而空对象不进行任何操作。通过使用空对象，可以避免对空值的检查，使得代码更加简洁和健壮。
4.优缺点
优点：
1.避免NullPointerException：这是空对象模式最主要的好处。通过提供一个空对象实例，可以避免在调用方法时抛出NullPointerException
2.改善代码质量：通过明确地表示一个对象是空的，可以使代码更具可读性，也减少了因为错误地使用空引用而导致的运行的错误。
3.更好的扩展性：如果一个类经常需要一个空实例，那么在将来需要改变这个类的行为时，可以更容易地适应这些变化
缺点：
1增加类的数量：为了使用空对象模式，口能需要为每一个类都提供一个空对象实现，这会增加类的数量，也可能会增加代码的复杂性。
2.不易发现错误：有时候，开发者可能会错误地认为空对象实例表示正常的操作，这可能导致在运行时出现难以发现的错误。
3.违反开放封闭原则：开放封闭原则鼓励的是添加新的行为，而不是新的具体类。而空对象模式需要为每个类添加新的空实现类，这似乎与开放封闭原则相违背。