问题

为什么现代编程语言通常对 null 深恶痛绝,却鲜有特殊对待 0 的呢?

回答
这种差异,与其说是现代编程语言对 `null` 的“深恶痛绝”,不如说是对不同类型错误的不同理解和应对策略。究其根本,是因为 `0` 和 `null` 在概念上、在程序运行过程中以及在开发者意图上,扮演着截然不同的角色。

让我们从 `0` 开始聊。数字 `0`,在数学和逻辑上,是一个非常具体、有意义的值。它是加法的单位元,是乘法的零元。在计算机科学中,`0` 常常代表着“没有”或者“结束”,比如一个计数器归零,一个数组的起始索引,一个布尔值为假,或者一个错误代码表示成功。它是一个有效的数据点,一个可以被计算、比较、操作的值。

当我们在代码中写下 `int count = 0;` 时,我们明确地告诉编译器和运行时:“我有一个整型变量,它的初始值是零。” 这是一种声明和初始化,没有任何含糊不清的地方。即使我们后续对 `count` 进行加减乘除操作,这些操作在数学上和逻辑上都是成立的。比如 `count + 5` 得到 `5`,`count 10` 得到 `0`,这些结果都是我们预期并且可以处理的。

编译器在处理 `0` 时,也知道如何进行类型检查和操作。如果一个函数期望一个整数,你传递 `0`,这是完全合法的。如果我们进行 `if (count > 0)` 的判断,`0` 的表现也是清晰明确的,它就是不大于 `0`。即使出现 `0` 导致的除法(`10 / 0`),那也是一个运行时错误,它是一个明确的操作失败,而不是因为 `0` 本身的概念模糊。这种错误通常会被抛出异常,或者导致程序崩溃,这是对一个错误的操作的直接反馈,而不是对一个“不存在”的值的误解。

现在,我们来看看 `null`(或者在其他语言中可能是 `nil`、`undefined` 等)。`null` 的本意是“不存在”、“没有值”,或者“尚未初始化”。它不是一个具体的值,而是一种状态。就像一个空盒子,里面什么都没有。

问题就出在这里。当你试图对一个 `null` 值进行任何形式的操作时,你实际上是在尝试对“不存在”的东西进行操作。想象一下,你拿到一个空盒子,然后试图从中拿出红苹果。这是不可能的,因为里面根本就没有红苹果。

现代编程语言之所以对 `null` 表现出“警惕”甚至“厌恶”,是因为 `null` 很容易成为逻辑缺陷的源头,而且这种缺陷往往是隐晦且难以追踪的。

当你写 `string name = null;` 时,你是在声明一个字符串变量,但它当前没有指向任何有效的字符串。然后,如果你尝试 `name.length()` 或者 `name.toUpperCase()`,编译器或者运行时就面临一个问题:我应该做什么?`null` 没有 `length` 属性,也没有 `toUpperCase` 方法。如果语言允许这种操作,结果就可能是:

1. 运行时崩溃(NullPointerException / NullReferenceException):这是最直接的反应,程序因为无法执行对 `null` 的操作而终止。虽然这是个错误,但至少明确了问题所在。
2. 返回一个默认值(比如 0 或空字符串):这是一种“掩盖”错误的方式。程序员可能期望 `name.length()` 返回 0,但实际上,`null` 的长度并非 0,而是“无长度”。这种隐藏的逻辑错误可能导致后续计算出现问题,而且很难发现。
3. 返回 `null` 本身:同样是一种链式传递 `null` 的方式,最终可能在一个不期望 `null` 的地方导致崩溃。

这种“对 `null` 的操作”带来的不确定性和潜在的隐藏错误,是开发者们普遍感到头疼的地方。`0` 是一个数值,我们可以对它进行数学运算;`null` 不是数值,它代表的是一个“空缺”或“未定义”,强行对其进行操作,就是试图给“无”赋予意义,这是根本上就矛盾的。

所以,现代编程语言(尤其是像Java、C、Swift、Kotlin、Rust等)之所以对 `null` 采取更严格的处理方式,例如引入可空类型(Nullable Types)或 Option/Result 类型,是为了:

提高代码的可预测性:强制开发者在操作可能为 `null` 的值之前,明确地检查其是否存在。
捕获潜在错误于编译时:许多现代语言会在编译阶段就警告或阻止你对可能为 `null` 的变量进行不安全的解引用操作。
避免运行时崩溃:通过强制的检查,减少了 `NullPointerException` 这种常见的运行时错误。
明确表达意图:让代码更清晰地表达一个变量“可能为空”或“肯定不为空”。

`0` 是一个具体的值,可以被安全地操作,并且在数学和逻辑上有明确的含义。而 `null` 代表的是“空”或“不存在”,对它的操作缺乏明确的定义,很容易导致难以预测的错误。因此,语言设计者选择让 `0` 作为一种普通的数据值参与计算,而对 `null` 则需要开发者付出额外的努力去管理和检查,以避免潜在的逻辑陷阱。这不是因为语言“讨厌”`null`,而是因为 `null` 本身就蕴含着一种“缺失”的状态,而计算机最怕的就是这种“缺失”被误解为某个具体的值而进行操作。

网友意见

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因为0除了不可以当作除数其他运算都可以,而null除了可以用来判断值是不是null,其他运算基本都不可以(除非制定特殊的规则)。

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