Java8新特性之Optional类

简介: 在文章的开头,先说下NPE问题,NPE问题就是,我们在开发中经常碰到的

引言

在文章的开头,先说下NPE问题,NPE问题就是,我们在开发中经常碰到的

NullPointerException,NPE是十亿美元的错误,任何编程语言70%以上的异常都是NPE,假设我们有两个类,他们的UML类图如下图所示:

目的:为了避免一系列的if判空,使代码看起来臃肿,故引入Option类来使代码看起来更加的优雅美观

常用方法:


Optional.of(T t) : 创建一个 Optional 实例

Optional.empty() : 创建一个空的Optional 实例

Optional.ofNullable(T t):若 t 不为 null,创建 Optional实例,否则创建空实例

isPresent() : 判断是否包含值

orElse(T t) : 如果调用对象包含值,返回该值,否则返回t

orElseGet(Supplier s) :如果调用对象包含值,返回该值,否则返回 s 获取的值

map(Function f):如果有值对其处理,并返回处理后的Optional,否则返回Optional.empty()

flatMap(Function mapper):与 map 类似,要求返回值必须是Optional

代码准备

@Data
@Builder
public class User {
    private String phone;
    private String name;
    private Address address;
}
@Data
@Builder
class Address {
    private String province;
    private String city;
    private String area;
}

实例代码:

User user1 = User.builder().name("a").phone("188")
                .address(Address.builder().city("上海浦东").area("康桥").province("上海").build()).build();
//当user!=null
Optional.ofNullable(user1)
        .ifPresent(u -> {
            System.out.println("user不为空");
        });
//获取user1用户下地址的省份
String province = Optional.ofNullable(user1)
        .map(u -> u.getAddress())
        .map(a -> a.getProvince())
        .orElse("取值错误");
//                    .orElseGet(()->"取值错误");
//                    .orElseThrow(()->new Exception("取指错误"));
System.out.println(province);
//获取name值等于b的数据
User user = Optional.ofNullable(user1)
        .filter(u -> "b".equals(u.getName()))
        .orElseGet(() -> User.builder().name("b").build());
System.out.println(user);

输出结果:

user不为空
上海
User(phone=null, name=b, address=null)

其实采用这种链式编程,虽然代码优雅了。但是逻辑性没那么明显,可读性有所降低,大家项目中看情况酌情使用

API介绍

先介绍一下API,采取类比的方式来讲,同时结合源码


(1)Optional(T value),empty(),of(T value),ofNullable(T value)

这四个函数之间具有相关性,因此放在一组进行记忆

Optional(T value),即构造函数,它是private权限的,不能由外部调用的。其余三个函数是public权限,供我们所调用。那么,Optional的本质,就是内部储存了一个真实的值,在构造的时候,就直接判断其值是否为空。好吧,这么说还是比较抽象。直接上Optional(T value)构造函数的源码,如下图所示

of(T value)的源码如下

public static <T> Optional<T> of(T value) {
        return new Optional<>(value);
    }

of(T value)函数内部调用了构造函数。根据构造函数的源码我们可以得出两个结论:

(1)通过of(T value)函数所构造出的Optional对象,当Value值为空时,依然会报NullPointerException

(2)通过of(T value)函数所构造出的Optional对象,当Value值不为空时,能正常构造Optional对象

除此之外呢,Optional类内部还维护一个value为null的对象,大概就是长下面这样的

public final class Optional<T> {
    //省略....
    private static final Optional<?> EMPTY = new Optional<>();
    private Optional() {
        this.value = null;
    }
    //省略...
    public static<T> Optional<T> empty() {
        @SuppressWarnings("unchecked")
        Optional<T> t = (Optional<T>) EMPTY;
        return t;
    }
}

那么,empty()的作用就是返回EMPTY对象。

好了铺垫了这么多,可以说ofNullable(T value)的作用了,上源码

public static <T> Optional<T> ofNullable(T value) {
        return value == null ? empty() : of(value);
}

好吧,大家应该都看得懂什么意思了。相比较of(T value)的区别就是,当value值为null时,of(T value)会报NullPointerException异常;ofNullable(T value)不会throw Exception,ofNullable(T value)直接返回一个EMPTY对象。

那是不是意味着,我们在项目中只用ofNullable函数而不用of函数呢?

不是的,一个东西存在那么自然有存在的价值。当我们在运行过程中,不想隐藏NullPointerException。而是要立即报告,这种情况下就用Of函数。但是不得不承认,这样的场景真的很少。博主也仅在写junit测试用例中用到过此函数


(2)orElse(T other),orElseGet(Supplier<? extends T> other)和orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier)

这三个函数放一组进行记忆,都是在构造函数传入的value值为null时,进行调用的。orElse和orElseGet的用法如下所示,相当于value值为null时,给予一个默认值:

@Test
public void test() {
    User user = null;
    user = Optional.ofNullable(user).orElse(createUser());
    user = Optional.ofNullable(user).orElseGet(() -> createUser());
}
public User createUser(){
    User user = new User();
    user.setName("zhangsan");
    return user;
}

这两个函数的区别:当user值不为null时,orElse函数依然会执行createUser()方法,而orElseGet函数并不会执行createUser()方法,大家可自行测试。

至于orElseThrow,就是value值为null时,直接抛一个异常出去,用法如下所示

User user = null;
Optional.ofNullable(user).orElseThrow(()->new Exception("用户不存在"));

(3) map(Function<? super T, ? extends U> mapper)和flatMap(Function<? super T, Optional> mapper)

这两个函数放在一组记忆,这两个函数做的是转换值的操作。

直接上源码

public final class Optional<T> {
    //省略....
     public<U> Optional<U> map(Function<? super T, ? extends U> mapper) {
        Objects.requireNonNull(mapper);
        if (!isPresent())
            return empty();
        else {
            return Optional.ofNullable(mapper.apply(value));
        }
    }
    //省略...
     public<U> Optional<U> flatMap(Function<? super T, Optional<U>> mapper) {
        Objects.requireNonNull(mapper);
        if (!isPresent())
            return empty();
        else {
            return Objects.requireNonNull(mapper.apply(value));
        }
    }
}

这两个函数,在函数体上没什么区别。唯一区别的就是入参,map函数所接受的入参类型为Function<? super T, ? extends U>,而flapMap的入参类型为Function<? super T, Optional>。

在具体用法上,对于map而言:

如果User结构是下面这样的

public class User {
    private String name;
    public String getName() {
        return name;
    }
}

这时候取name的写法如下所示

String city = Optional.ofNullable(user).map(u-> u.getName()).get();

对于flatMap而言:

如果User结构是下面这样的

public class User {
    private String name;
    public Optional<String> getName() {
        return Optional.ofNullable(name);
    }
}

这时候取name的写法如下所示

String city = Optional.ofNullable(user).flatMap(u-> u.getName()).get();

(4) isPresent()和ifPresent(Consumer<? super T> consumer)

这两个函数放在一起记忆,isPresent即判断value值是否为空,而ifPresent就是在value值不为空时,做一些操作。这两个函数的源码如下

public final class Optional<T> {
    //省略....
    public boolean isPresent() {
        return value != null;
    }
    //省略...
    public void ifPresent(Consumer<? super T> consumer) {
        if (value != null)
            consumer.accept(value);
    }
}

需要额外说明的是,大家千万不要把

if (user != null){
   // TODO: do something
}

给写成

User user = Optional.ofNullable(user);
if (Optional.isPresent()){
   // TODO: do something
}

因为这样写,代码结构依然丑陋。博主会在后面给出正确写法

至于ifPresent(Consumer<? super T> consumer),用法也很简单,如下所示

Optional.ofNullable(user).ifPresent(u->{
            // TODO: do something
});

(5) filter(Predicate<? super T> predicate)

不多说,直接上源码

public final class Optional<T> {
    //省略....
  public Optional<T> filter(Predicate<? super T> predicate) {
        Objects.requireNonNull(predicate);
        if (!isPresent())
            return this;
        else
            return predicate.test(value) ? this : empty();
    }
}

filter 方法接受一个 Predicate 来对 Optional 中包含的值进行过滤,如果包含的值满足条件,那么还是返回这个 Optional;否则返回 Optional.empty。

用法如下

Optional<User> user1 = Optional.ofNullable(user).filter(u -> u.getName().length()<6);

如上所示,如果user的name的长度是小于6的,则返回。如果是大于6的,则返回一个EMPTY对象



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