Null-Objekt-Muster

Im Null-Objekt-Muster ersetzt ein Null-Objekt die Prüfung auf NULL-Objektinstanzen. Statt auf Nullwerte zu prüfen, antwortet das Null-Objekt mit einer Beziehung, die nichts bewirkt. Ein solches Null-Objekt kann auch ein Standardverhalten bereitstellen, wenn keine Daten verfügbar sind.

Im Null-Objekt-Muster erstellen wir eine abstrakte Klasse, die verschiedene auszuführende Operationen vorgibt, und Entitätsklassen, die diese Klasse erweitern, und erstellen außerdem eine Null-Objekt-Klasse, die nichts für die Klasse implementiert. Diese Null-Objekt-Klasse wird nahtlos an Stellen verwendet, an denen Null-Prüfungen erforderlich sind.

summary

Absicht

Verwenden Sie ein Null-Objekt anstelle eines Nullwerts. Das Null-Objekt implementiert dieselbe Schnittstelle, führt jedoch keine Operationen aus oder stellt Standardoperationen für Anfragen bereit.

Wesentliche gelöste Probleme

Das Null-Objekt-Muster löst Probleme, die durch die Verwendung von Nullwerten in einem System entstehen können, wie z. B. NullPointerException-Ausnahmen.
Es ermöglicht dem System, mit einem "sicheren" Null-Objekt weiterzulaufen, wenn kein geeignetes Objekt verfügbar ist, anstatt fehlzuschlagen.

Anwendungsfall

Wenn das System Null-Objekte verarbeiten muss, aber auch Null-Prüfungen oder die Behandlung von Nullwerten vermeiden möchte.

Implementierungsansatz

Protokoll definieren：Definieren Sie ein Protokoll oder eine Schnittstelle, die die zu implementierenden Verhaltensweisen spezifiziert.
Konkrete Objekte erstellen：Konkrete Objekte, die das Protokoll implementieren und tatsächliches Verhalten bereitstellen.
Null-Objekt erstellen：Implementieren Sie außerdem dasselbe Protokoll, bieten Sie jedoch eine "leere" Implementierung, d. h., es werden keine sinnvollen Operationen ausgeführt.

Schlüsselcode

Protokoll oder Schnittstelle：Gibt die Methoden an, die das Objekt implementieren muss.
Konkretes Objekt：Implementiert das Protokoll und enthält die tatsächliche Geschäftslogik.
Null-Objekt：Implementiert das Protokoll, aber die Methodenimplementierungen sind leer oder Standardverhalten.

Anwendungsbeispiel

Protokollierungssystem：In einem Protokollierungssystem kann ein Null-Objekt einen Logger darstellen, der keine Operationen ausführt.
Standardbenutzer: In einem System kann, wenn derzeit kein Benutzer vorhanden ist, anstelle von null ein leeres Benutzerobjekt verwendet werden.

Vorteile

Vermeidung von Null-Prüfungen: Beseitigt Null-Prüfungen im Code.
Vereinfachung des Client-Codes: Clients können Methoden direkt aufrufen, unabhängig davon, ob das Objekt null ist.
Erweiterbarkeit: Das Hinzufügen neuer konkreter Objekte ist für Clients transparent und erfordert keine Änderung des vorhandenen Codes.

Nachteile

Kann Fehler verbergen: Die Verwendung von Null-Objekten kann Fehler oder Ausnahmebedingungen verbergen und das Debugging erschweren.
Erhöht die Designkomplexität: Ein Null-Objekt muss für jede Schnittstelle implementiert werden, die null zurückgeben kann.

Verwendungshinweise

Wenn das System Nullwerte verarbeiten muss, aber auch die Fehlerbehandlung vereinfachen und Null-Prüfungen vermeiden möchte, sollte die Verwendung des Null-Objekt-Musters in Betracht gezogen werden.

Hinweise

Das Null-Objekt-Muster sollte mit Vorsicht verwendet werden, um sicherzustellen, dass es keine Fehler verbirgt oder den wahren Zustand des Systems verschleiert.
Ein Null-Objekt sollte dieselbe Schnittstelle wie konkrete Objekte bereitstellen, damit Client-Code es ohne Änderungen verwenden kann.

Struktur

Das Null-Objekt-Muster umfasst die folgenden Hauptrollen:

AbstractionObject（Abstract Object）: Definiert die vom Client erwartete Schnittstelle. Diese Schnittstelle kann eine abstrakte Klasse oder ein Interface sein.
Concrete Object（Concrete Object）: Konkrete Klassen, die die Schnittstelle des abstrakten Objekts implementieren. Diese Klassen bieten echtes Verhalten.
Null Object：Eine Null-Objekt-Klasse, die die abstrakte Objektschnittstelle implementiert. Diese Klasse bietet standardmäßiges No-Op-Verhalten, das verwendet werden kann, wenn das Objekt nicht verfügbar oder nicht anwendbar ist. Sie kann als Ersatz für konkrete Objekte dienen und Null-Prüfungen im Client-Code ersetzen.

Implementierung

Wir werden eine erstellen, die Operationen definiert (hier den Namen des Kunden) ...AbstractCustomerAbstrakte Klasse, und vonAbstractCustomerabgeleitete Entitätsklassen. Factory-KlasseCustomerFactoryBasierend auf dem vom Kunden übergebenen Namen, geben SieRealCustomeroderNullCustomer-Objekt zurück.

NullPatternDemo, unsere Demo-Klasse verwendetCustomerFactory, um die Verwendung des Null-Objekt-Musters zu demonstrieren.

Schritt 1

Erstellen Sie eine abstrakte Klasse.

AbstractCustomer.java

public abstract class AbstractCustomer { protected String name; public abstract boolean isNil(); public abstract String getName(); }

Schritt 2

Erstellen Sie Entitätsklassen, die die obige Klasse erweitern.

RealCustomer.java

public class RealCustomer extends AbstractCustomer { public RealCustomer(String name) { this.name = name; } @Override public String getName() { return name; } @Override public boolean isNil() { return false; } }

NullCustomer.java

public class NullCustomer extends AbstractCustomer { @Override public String getName() { return "Nicht in der Kundendatenbank verfügbar"; } @Override public boolean isNil() { return wahr; } }

Schritt 3

ErstellenCustomerFactory-Klasse.

CustomerFactory.java

public class CustomerFactory { public static final String[] names = {"Rob", "Joe", "Julie"}; public static AbstractCustomer getCustomer(String name){ for (int i = 0; i < names.length; i++) { if (names[i].equalsIgnoreCase(name)){ return new RealCustomer(name); } } return new NullCustomer(); } }

Schritt 4

VerwendungCustomerFactory, basierend auf dem vom Kunden übergebenen Namen, umRealCustomeroderNullCustomer zu erhaltenObjekt.

NullPatternDemo.java

public class NullPatternDemo { public static void main(String[] args) { AbstractCustomer customer1 = CustomerFactory.getCustomer("Rob"); AbstractCustomer customer2 = CustomerFactory.getCustomer("Bob"); AbstractCustomer customer3 = CustomerFactory.getCustomer("Julie"); AbstractCustomer customer4 = CustomerFactory.getCustomer("Laura"); System.out.println("Kunden"); System.out.println(customer1.getName()); System.out.println(customer2.getName()); System.out.println(customer3.getName()); System.out.println(customer4.getName()); } }

Schritt 5

Programm ausführen, Ergebnis ausgeben:

Customers
Rob
Not Available in Customer Database
Julie
Not Available in Customer Database

Weitere Erweiterungen

EntwurfsmusterSonstiges