如果 findFirst() 找到的第一个元素为 null，为什么会抛出 NullPointerException？

Question

为什么会抛出java.lang.NullPointerException？

List<String> strings = new ArrayList<>();
strings.add(null);
strings.add("test");

String firstString = strings.stream()
        .findFirst()      // Exception thrown here
        .orElse("StringWhenListIsEmpty");
        //.orElse(null);  // Changing the `orElse()` to avoid ambiguity

strings 中的第一项是null，这是一个完全可以接受的值。此外，findFirst() 返回一个Optional，这让findFirst() 能够处理nulls 更有意义。

编辑：更新了 orElse() 以减少歧义。

Answer 1

您可以在查找之前使用java.util.Objects.nonNull过滤列表

类似

list.stream().filter(Objects::nonNull).findFirst();

Answer 2

以下代码将findFirst()替换为limit(1)，将orElse()替换为reduce()：

String firstString = strings.
   stream().
   limit(1).
   reduce("StringWhenListIsEmpty", (first, second) -> second);

limit() 只允许 1 个元素到达 reduce。传递给reduce 的BinaryOperator 返回该1 个元素，如果没有元素到达reduce，则返回"StringWhenListIsEmpty"。

这个解决方案的美妙之处在于 Optional 没有分配，BinaryOperator lambda 也不会分配任何东西。

Answer 3

作为already discussed，API 设计人员不会假设开发人员希望以相同的方式处理null 值和缺失值。

如果你仍然想这样做，你可以通过应用序列来明确地做到这一点

.map(Optional::ofNullable).findFirst().flatMap(Function.identity())

到流。如果没有第一个元素或第一个元素是null，则结果在这两种情况下都是空的。所以在你的情况下，你可以使用

String firstString = strings.stream()
    .map(Optional::ofNullable).findFirst().flatMap(Function.identity())
    .orElse(null);

如果第一个元素不存在或null，则获取null 值。

如果你想区分这些情况，你可以简单地省略flatMap这一步：

Optional<String> firstString = strings.stream()
    .map(Optional::ofNullable).findFirst().orElse(null);
System.out.println(firstString==null? "no such element":
                   firstString.orElse("first element is null"));

这与您更新的问题没有太大不同。您只需将"no such element" 替换为"StringWhenListIsEmpty" 并将"first element is null" 替换为null。但是如果你不喜欢条件，你也可以像这样实现它：

String firstString = strings.stream().skip(0)
    .map(Optional::ofNullable).findFirst()
    .orElseGet(()->Optional.of("StringWhenListIsEmpty"))
    .orElse(null);

现在，如果元素存在，firstString 将是 null，但它是 null，当元素不存在时，它将是 "StringWhenListIsEmpty"。

Answer 4

Optional 应该是一个“值”类型。 （阅读javadoc 中的细则：）JVM 甚至可以用Foo 替换所有Optional<Foo>，从而消除所有装箱和拆箱成本。 null Foo 表示空的 Optional<Foo>。

一种可能的设计是允许具有空值的 Optional，而不添加布尔标志 - 只需添加一个哨兵对象。 （甚至可以使用 this 作为哨兵；参见 Throwable.cause）

Optional 不能包装 null 的决定不是基于运行时成本。这是一个备受争议的问题，您需要挖掘邮件列表。这个决定并不能让所有人信服。

在任何情况下，由于 Optional 不能包装 null 值，所以在 findFirst 这样的情况下，它将我们推到了一个角落。他们一定认为空值非常罕见（甚至认为 Stream 应该禁止空值），因此在空值而不是空流上抛出异常更方便。

解决方法是框null，例如

class Box<T>
    static Box<T> of(T value){ .. }

Optional<Box<String>> first = stream.map(Box::of).findFirst();

（他们说每个 OOP 问题的解决方案是引入另一种类型 :)

Answer 5

原因是在返回中使用了Optional<T>。 Optional 不允许包含null。本质上，它无法区分“它不存在”和“它存在，但它设置为null”两种情况。

这就是为什么the documentation明确禁止在findFirst()中选择null的情况：

投掷：

NullPointerException - 如果选择的元素是null