【java8新特性】Optional詳解

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一、簡(jiǎn)介

????Optional類是Java8為了解決null值判斷問題衔肢,借鑒google guava類庫(kù)的Optional類而引入的一個(gè)同名Optional類算吩,使用Optional類可以避免顯式的null值判斷(null的防御性檢查)雷蹂,避免null導(dǎo)致的NPE(NullPointerException)。

????我們來看一段代碼:

    public static String getGender(Student student)
    {
        if(null == student)
        {
            return "Unkown";
        }
        return student.getGender();
        
    }

這是一個(gè)獲取學(xué)生性別的方法,方法入?yún)橐粋€(gè)Student對(duì)象乏奥,為了防止student對(duì)象為null谅畅, 做了防御性檢查:如果值為null登渣,返回"Unkown"。

????再看使用Optional優(yōu)化后的方法:

    public static String getGender(Student student)
    {
       return Optional.ofNullable(student).map(u -> u.getGender()).orElse("Unkown");
        
    }

????可以看到毡泻,Optional類結(jié)合lambda表達(dá)式的使用能夠讓開發(fā)出的代碼更簡(jiǎn)潔和優(yōu)雅胜茧。

二、Optional對(duì)象的創(chuàng)建

???? 我們看下Optional類的部分源碼:

    private static final Optional<?> EMPTY = new Optional<>();

    private final T value;

    private Optional() {
        this.value = null;
    }

    public static<T> Optional<T> empty() {
        @SuppressWarnings("unchecked")
        Optional<T> t = (Optional<T>) EMPTY;
        return t;
    }

    private Optional(T value) {
        this.value = Objects.requireNonNull(value);
    }

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

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

可以看出仇味,Optional類的兩個(gè)構(gòu)造方法都是private型的竹揍,因此類外部不能顯示的使用new Optional()的方式來創(chuàng)建Optional對(duì)象,但是Optional類提供了三個(gè)靜態(tài)方法empty()邪铲、of(T value)芬位、ofNullable(T value)來創(chuàng)建Optinal對(duì)象,示例如下:

// 1带到、創(chuàng)建一個(gè)包裝對(duì)象值為空的Optional對(duì)象
Optional<String> optStr = Optional.empty();
// 2昧碉、創(chuàng)建包裝對(duì)象值非空的Optional對(duì)象
Optional<String> optStr1 = Optional.of("optional");
// 3、創(chuàng)建包裝對(duì)象值允許為空的Optional對(duì)象
Optional<String> optStr2 = Optional.ofNullable(null);

三揽惹、Optional 類典型接口的使用

下面以一些典型場(chǎng)景為例被饿,列出Optional API常用接口的用法,并附上相應(yīng)代碼搪搏。

3.1??get()方法

???? 簡(jiǎn)單看下get()方法的源碼:

    public T get() {
        if (value == null) {
            throw new NoSuchElementException("No value present");
        }
        return value;
    }

可以看到狭握,get()方法主要用于返回包裝對(duì)象的實(shí)際值,但是如果包裝對(duì)象值為null疯溺,會(huì)拋出NoSuchElementException異常论颅。

3.2??isPresent()方法

???? isPresent()方法的源碼:

    public boolean isPresent() {
        return value != null;
    }

可以看到,isPresent()方法用于判斷包裝對(duì)象的值是否非空囱嫩。下面我們來看一段糟糕的代碼:

    public static String getGender(Student student)
    {
        Optional<Student> stuOpt =  Optional.ofNullable(student);
        if(stuOpt.isPresent())
        {
            return stuOpt.get().getGender();
        }
        
        return "Unkown";
    }

這段代碼實(shí)現(xiàn)的是第一章(簡(jiǎn)介)中的邏輯恃疯,但是這種用法不但沒有減少null的防御性檢查,而且增加了Optional包裝的過程墨闲,違背了Optional設(shè)計(jì)的初衷今妄,因此開發(fā)中要避免這種糟糕的使用~

3.3??ifPresent()方法

???? ifPresent()方法的源碼:

    public void ifPresent(Consumer<? super T> consumer) {
        if (value != null)
            consumer.accept(value);
    }

ifPresent()方法接受一個(gè)Consumer對(duì)象(消費(fèi)函數(shù)),如果包裝對(duì)象的值非空,運(yùn)行Consumer對(duì)象的accept()方法盾鳞。示例如下:

    public static void printName(Student student)
    {
        Optional.ofNullable(student).ifPresent(u ->  System.out.println("The student name is : " + u.getName()));
    }

上述示例用于打印學(xué)生姓名犬性,由于ifPresent()方法內(nèi)部做了null值檢查,調(diào)用前無需擔(dān)心NPE問題腾仅。

3.4??filter()方法

???? filter()方法的源碼:

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

filter()方法接受參數(shù)為Predicate對(duì)象仔夺,用于對(duì)Optional對(duì)象進(jìn)行過濾,如果符合Predicate的條件攒砖,返回Optional對(duì)象本身缸兔,否則返回一個(gè)空的Optional對(duì)象。舉例如下:

    public static void filterAge(Student student)
    {
        Optional.ofNullable(student).filter( u -> u.getAge() > 18).ifPresent(u ->  System.out.println("The student age is more than 18."));
    }

上述示例中吹艇,實(shí)現(xiàn)了年齡大于18的學(xué)生的篩選惰蜜。

3.5??map()方法

???? map()方法的源碼:

    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));
        }
    }

map()方法的參數(shù)為Function(函數(shù)式接口)對(duì)象,map()方法將Optional中的包裝對(duì)象用Function函數(shù)進(jìn)行運(yùn)算受神,并包裝成新的Optional對(duì)象(包裝對(duì)象的類型可能改變)抛猖。舉例如下:

    public static Optional<Integer> getAge(Student student)
    {
        return Optional.ofNullable(student).map(u -> u.getAge()); 
    }

上述代碼中,先用ofNullable()方法構(gòu)造一個(gè)Optional<Student>對(duì)象鼻听,然后用map()計(jì)算學(xué)生的年齡财著,返回Optional<Integer>對(duì)象(如果student為null, 返回map()方法返回一個(gè)空的Optinal對(duì)象)。

3.6??flatMap()方法

???? flatMap()方法的源碼:

    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));
        }
    }

跟map()方法不同的是撑碴,入?yún)unction函數(shù)的返回值類型為Optional<U>類型撑教,而不是U類型,這樣flatMap()能將一個(gè)二維的Optional對(duì)象映射成一個(gè)一維的對(duì)象醉拓。以3.5中示例功能為例伟姐,進(jìn)行faltMap()改寫如下:

    public static Optional<Integer> getAge(Student student)
    {
        return Optional.ofNullable(student).flatMap(u -> Optional.ofNullable(u.getAge())); 
    }
3.7??orElse()方法

???? orElse()方法的源碼:

    public T orElse(T other) {
        return value != null ? value : other;
    }

orElse()方法功能比較簡(jiǎn)單,即如果包裝對(duì)象值非空亿卤,返回包裝對(duì)象值愤兵,否則返回入?yún)ther的值(默認(rèn)值)。如第一章(簡(jiǎn)介)中提到的代碼:

    public static String getGender(Student student)
    {
       return Optional.ofNullable(student).map(u -> u.getGender()).orElse("Unkown");
        
    }
3.7??orElseGet()方法

???? orElseGet()方法的源碼:

    public T orElseGet(Supplier<? extends T> other) {
        return value != null ? value : other.get();
    }

orElseGet()方法與orElse()方法類似排吴,區(qū)別在于orElseGet()方法的入?yún)橐粋€(gè)Supplier對(duì)象秆乳,用Supplier對(duì)象的get()方法的返回值作為默認(rèn)值。如:

    public static String getGender(Student student)
    {
        return Optional.ofNullable(student).map(u -> u.getGender()).orElseGet(() -> "Unkown");      
    }
3.8??orElseThrow()方法

???? orElseThrow()方法的源碼:

    public <X extends Throwable> T orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier) throws X {
        if (value != null) {
            return value;
        } else {
            throw exceptionSupplier.get();
        }
    }

orElseThrow()方法其實(shí)與orElseGet()方法非常相似了钻哩,入?yún)⒍际荢upplier對(duì)象屹堰,只不過orElseThrow()的Supplier對(duì)象必須返回一個(gè)Throwable異常,并在orElseThrow()中將異常拋出:

    public static String getGender1(Student student)
    {
        return Optional.ofNullable(student).map(u -> u.getGender()).orElseThrow(() -> new RuntimeException("Unkown"));      
    }

orElseThrow()方法適用于包裝對(duì)象值為空時(shí)需要拋出特定異常的場(chǎng)景憋槐。

四双藕、注意事項(xiàng)

????使用Optional開發(fā)時(shí)要注意正確使用Optional的“姿勢(shì)”,特別注意不要使用3.2節(jié)提到的錯(cuò)誤示范阳仔,謹(jǐn)慎使用isPresent()和get()方法,盡量多使用map()、filter()近范、orElse()等方法來發(fā)揮Optional的作用嘶摊。


  1. 【java8新特性】lambda表達(dá)式與函數(shù)式接口詳解 ?

  2. 【java8新特性】Stream API詳解 ?

  3. 【java8新特性】Optional詳解 ?

  4. 【java8新特性】方法引用 ?

  5. 【java8新特性】默認(rèn)方法 ?

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