解决 JavaScript 中处理 null 和 undefined 的麻烦事[每日前端夜话0xE6]

许多 JavaScript 开发人员正在为怎么处理可选值头痛。有什么好办法来最大程度地减少由值（可能为 null、undefined或在运行时未初始化）引起的错误？

在某些情况下，一些语言具有内置功能。在某些静态类型的语言中，你可以说 null 和 undefined 是非法值，并且让你的编程语言在编译时抛出 TypeError，但是即使在那些语言中，也无法防止 null 输入在运行时流入程序。

为了更好地处理这类问题，我们需要了解这些值的来源。以下是一些最常见的来源：

• 用户输入
• 数据库/网络记录
• 未初始化状态
• 函数什么也不会返回

User Input

用户输入

在处理用户输入时，对这些输入进行验证是第一道也是最好的防线。我经常依靠模式验证器来完成这项工作。例如，检查react-jsonschema-form【https://rjsf-team.github.io/react-jsonschema-form/】。

从流水记录输入

我总是从网络、数据库或用户输入的流水记录中获得的输入。例如我可以用 redux action creators【https://medium.com/javascript-scene/10-tips-for-better-redux-architecture-69250425af44】 处理 undefined 值来合并用户记录：

1const setUser = ({ name = 'Anonymous', avatar = 'anon.png' } = {}) => ({
2  type: setUser.type,
3  payload: {
4    name,
5    avatar
6  }
7});
8setUser.type = 'userReducer/setUser';

有时，你需要根据数据的当前状态显示不同的内容。如果在初始化所有数据之前显示页面，则可能会遇到这种情况。例如当你向用户显示资金余额时，可能会在加载数据之前意外地显示余额为 $ 0，这会让用户感到不安。你可以创建自定义数据类型，这些数据类型根据当前状态生成不同的输出：

 1const createBalance = ({
 2  // default state
 3  state = 'uninitialized',
 4  value = createBalance.empty
 5} = {}) => ({
 6  __proto__: {
 7    uninitialized: () => '--',
 8    initialized: () => value,
 9    format () {
10      return this[this.getState()](value);
11    },
12    getState: () => state,
13    set: value => {
14      const test = Number(value);
15      assert(!Number.isNaN(test), `setBalance Invalid value: ${ value }`);
16      return createBalance({
17        state: 'initialized',
18        value
19      });
20    }
21  }
22});
23createBalance.empty = '0';const setBalance = value => createBalance().set(value);const emptyBalanceForDisplay = createBalance()
24  .format();
25console.log(emptyBalanceForDisplay); // '--'const balanceForDisplay = setBalance('25')
26  .format(balance);
27console.log(balanceForDisplay); // '25'// Uncomment these calls to see the error cases:
28// setBalance('foo'); // Error: setBalance Invalid value: foo// Error: createBalance Invalid state: THIS IS NOT VALID
29// createBalance({ state: 'THIS IS NOT VALID', value: '0' });

上面的代码是一个状态机，不会显示无效状态。当首次创建余额时，它将被设置为 uninitialized 状态。如果你在状态 uninitialized 时尝试显示余额，则始终会得到一个占位符值（“--”）。

要更改这个值，你必须通过调用 .set 方法或在 createBalance 工厂中定义的 setBalance 来显式的设置一个值。

状态本身是 encapsulated【https://medium.com/javascript-scene/encapsulation-in-javascript-26be60e325b4】，以保护其免受外界干扰，且可以确保其他函数无法捕获它并将其设置为无效状态。

注意：你可能想知道为什么我要用字符串而不是数字来举例，那是因为用大数字符串来表示货币类型具有十进制精度，可以避免舍入错误，并准确地表示加密货币交易的值，这样可以得到任意有效的十进制精度。

如果你使用 Redux 或 Redux 架构，则可以用 Redux-DSM【https://github.com/ericelliott/redux-dsm】 声明状态机。

避免创建 `null` 和 `undefined` 值

在你自己的函数中，可以避免一开始就创建 null 或 undefined 值。我想到了很多内置于 JavaScript 的方法。见下文。

避免 null

我从来没有在 JavaScript 中显式地创建过 null 值，因为我从来没有真正看到过它的意义。

从 2015 年以来，JavaScript 开始支持默认值，当你不提供相关参数或属性的值时，这些默认值就会被填写。这些默认设置不适用于 null 值。根据我的经验，这通常是一个错误。为了避免这种陷阱，请不要在 JavaScript 中使用 null。

如果你希望对未初始化的值或空值使用特殊情况，则状态机是更好的选择。

新的 JavaScript 功能

有几个功能可以帮助你处理 nul 或 undefined 值。在撰写本文时，这两个都是第 3 阶段的建议。也许将来你就可以使用它们了。

在撰写本文时，可选链接是第 3 阶段的建议。它是这样的：

1const foo = {};
2// console.log(foo.bar.baz); // throws error
3console.log(foo.bar?.baz) // undefined

空位合并运算符

“空位合并运算符”也是要添加到规范中的第3阶段建议，它基本上是“后备值运算符”的一种奇特方法。如果左侧的值为 undefined 或 null，则其求值为右侧的值。它是这样的：

1let baz;
2console.log(baz); // undefined
3console.log(baz ?? 'default baz');
4// default baz// Combine with optional chaining:
5console.log(foo.bar?.baz ?? 'default baz');
6// default baz

如果未来还没有到来，则需要安装 @babel/plugin-proposal-optional-chaining 和 @babel/plugin-proposal-nullish-coalescing-operator.。

异步与 Promise

如果某个函数可能没有返回值，那么最好将其包装在 Either 中。在函数式编程中，Either monad 是一种特殊的抽象数据类型，它允许你附加两个不同的代码路径：成功路径或失败路径。 JavaScript 有称为 Promise 的内置异步Either monad-ish 数据类型【https://medium.com/javascript-scene/javascript-monads-made-simple-7856be57bfe8】。你可以用它对未定义的值进行声明式错误分支：

1const exists = x => x != null;const ifExists = value => exists(value) ?
2  Promise.resolve(value) :
3  Promise.reject(`Invalid value: ${ value }`);ifExists(null).then(log).catch(log); // Invalid value: null
4ifExists('hello').then(log).catch(log); // hello

你可以根据需要编写一个同步版本，但我把它留给你做练习。如果你对 functors【https://medium.com/javascript-scene/functors-categories-61e031bac53f】 和 monads【https://medium.com/javascript-scene/javascript-monads-made-simple-7856be57bfe8】 比较熟悉，那么过程将变得更加容易；如果这听起来令人生畏，也不用担心，只不过是使用 promise。它们是内置的，并且在大多数情况下都可以正常工作。

Maybe 数组

数组实现一个 map 方法，该方法采用一个应用于每个元素数组的函数。如果数组为空，则永远不会调用该函数。换句话说，JavaScript 中的数组可以填补 Haskell 等语言中 Maybe 的角色。

什么是Maybe？

Maybe 是一种特殊的抽象数据类型，它封装了一个可选值。数据类型有两种形式：

• Just — 包含一个值
• Nothing — 没有值

其核心思想是这样的：

 1const log = x => console.log(x);
 2const exists = x => x != null;const Just = value => ({
 3  map: f => Just(f(value)),
 4});const Nothing = () => ({
 5  map: () => Nothing(),
 6});const Maybe = value => exists(value) ?
 7  Just(value) :
 8  Nothing();const empty = undefined;
 9Maybe(empty).map(log); // does not log
10Maybe('Maybe Foo').map(log); // logs "Maybe Foo"

上面仅是演示这个概念的例子。你可以围绕 Maybe 建立一个有用函数的完整库去实现其他操作，如 flatMap 和 flat（在编写多个 Maybe 返回函数时，避免使用 Just(Just(value)) ）。但是 JavaScript 已经有了一种数据类型，该数据类型可以直接实现这些功能，它就是数组。

如果你要创建一个可能会也可能不会产生结果的函数（尤其是可能有多个结果），则下面是一个很好的例子。

1const log = x => console.log(x);
2const exists = x => x != null;const arr = [1,2,3];
3const find = (p, list) => [list.find(p)].filter(exists);
4find(x => x > 3, arr).map(log); // does not log anything
5find(x => x < 3, arr).map(log); // logs 1

我发现不在空列表上调用 map 对于避免 null 和 undefined 值非常有用，但是请记住，如果数组中包含 null 和 undefined 值，它将调用函数处理这些值，因此，如果你的函数可能会产生 null 或 undefined，则需要将其从返回的数组中过滤掉。这可能会改变集合的长度。

在 Haskell 中，有一个函数maybe（类似 map）将一个函数应用于一个值。但是该值是可选的，并封装在 Maybe 中。我们可以用 JavaScript 的 Array 数据类型做同样的事：

 1// maybe = b => (a => b) => [a] => b
 2const maybe = (fallback, f = () => {}) => arr =>
 3  arr.map(f)[0] || fallback;// turn a value (or null/undefined) into a maybeArray
 4const toMaybeArray = value => [value].filter(exists);// maybe multiply the contents of an array by 2,
 5// default to 0 if the array is empty
 6const maybeDouble = maybe(0, x => x * 2);const emptyArray = toMaybeArray(null);
 7const maybe2 = toMaybeArray(2);// logs: "maybeDouble with fallback:  0"
 8console.log('maybeDouble with fallback: ', maybeDouble(emptyArray));
 9// logs: "maybeDouble(maybe2):  4"
10console.log('maybeDouble(maybe2): ', maybeDouble(maybe2));

maybe 会使用一个后备值，然后是一个映射到 may 数组上的函数，然后是一个 may 数组（一个数组包含一个值，或者什么都不包含），然后返回将该函数应用于数组内容的结果，或者返回数组为空时的值。

为了方便起见，我还定义了一个 toMaybeArray 函数，并添加了一个 maybe 函数来进行演示。

如果你想在生产环境代码中执行类似的操作，我已经创建了一个经过单元测试的开源库，可以使它变得更容易，它的名字是 Maybearray【https://github.com/ericelliott/maybearray】。 Maybearray 与其他 JavaScript Maybe 库相比的优势在于，它使用原生 JavaScript 数组去表示值，因此你不必对其进行任何特殊处理或进行任何转换处理。当你在调试中遇到 Maybe 数组时，不必问“这是什么奇怪的类型？！”，它只是一个值数组或一个空数组，你已经看到过一百万遍了。