`list.add(null)` 导致 `NullPointerException`？

Question

在Java开发中，向`List`集合中添加`null`值时，若操作不当，可能会导致`NullPointerException`。例如，在使用`Arrays.asList()`创建的固定大小列表中调用`add(null)`，或对`null`引用的`List`对象执行`add(null)`，均可能引发此异常。理解`List`实现类对`null`值的支持差异（如`ArrayList`允许`null`而某些并发列表结构不支持），以及引用是否为`null`，是避免该问题的关键。掌握何时可以安全地添加`null`值，是提升代码健壮性的必要技能。

Answer 1

一、Java中List集合添加null值的基本概念

在Java中，List接口允许存储重复元素，并且可以包含null值。不同的实现类在处理null时表现不一，例如：

• ArrayList：允许添加任意数量的null值。
• LinkedList：同样支持null值。
• CopyOnWriteArrayList：不允许添加null值，添加时会抛出NullPointerException。

二、NullPointerException的常见触发场景

以下几种情况容易引发NullPointerException：

1. 使用Arrays.asList()创建的列表后调用add(null)。
2. 对一个值为null的List引用调用add()方法。
3. 在并发结构中（如CopyOnWriteArrayList）尝试添加null。

示例代码如下：

List<String> list = Arrays.asList("a", "b");
list.add(null); // 抛出 UnsupportedOperationException
    

三、List实现类对null值的支持差异分析

实现类	是否允许null值	是否线程安全	添加null是否抛出异常
ArrayList	是	否	否
LinkedList	是	否	否
CopyOnWriteArrayList	否	是	是

四、代码示例与分析

以下代码演示了不同场景下的行为差异：

// 正确使用ArrayList添加null
List<String> list1 = new ArrayList<>();
list1.add(null); // 成功添加

// 错误使用Arrays.asList()添加null
List<String> list2 = Arrays.asList("a", "b");
list2.add(null); // 抛出异常

// null引用导致的NPE
List<String> list3 = null;
list3.add(null); // 抛出NullPointerException
    

五、流程图：判断是否可以安全添加null值

graph TD
    A[创建List对象] --> B{对象是否为null?}
    B -- 是 --> C[抛出NullPointerException]
    B -- 否 --> D{是否为只读列表?}
    D -- 是 --> E[抛出UnsupportedOperationException]
    D -- 否 --> F{实现类是否允许null?}
    F -- 是 --> G[安全添加null]
    F -- 否 --> H[抛出NullPointerException]