Optional 是个好东西,你真的会用么?

沙海
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2021年5月4日09:51:04
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先介绍一下API,与其他文章不同的是,本文采取类比的方式来讲,同时结合源码。这四个函数之间具有相关性,因此放在一组进行记忆。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。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。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。

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Optional 是个好东西,你真的会用么?

zjhred Java学习者社区

Optional 是个好东西,你真的会用么?

 作者:zjhred

blog.csdn.net/zjhred/article/details/84976734

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.假设我们有两个类,他们的UML类图如下图所示

Optional 是个好东西,你真的会用么?

在这种情况下,有如下代码

user.getAddress().getProvince();

这种写法,在user为null时,是有可能报NullPointerException异常的。为了解决这个问题,于是采用下面的写法

if(user!=null){    Address address = user.getAddress();    if(address!=null){        String province = address.getProvince();    }}

这种写法是比较丑陋的,为了避免上述丑陋的写法,让丑陋的设计变得优雅。JAVA8提供了Optional类来优化这种写法,接下来的正文部分进行详细说明

API介绍

先介绍一下API,与其他文章不同的是,本文采取类比的方式来讲,同时结合源码。而不像其他文章一样,一个个API罗列出来,让人找不到重点。

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。

先说明一下,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

Optional 是个好东西,你真的会用么?

那么,of(T value)的源码如下

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

也就是说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:

  • 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。

  • 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:

@Testpublic 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<U>> 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<U>>

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()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....   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。

实战使用

例一

在函数方法中

以前写法

public String getCity(User user)  throws Exception{        if(user!=null){            if(user.getAddress()!=null){                Address address = user.getAddress();                if(address.getCity()!=null){                    return address.getCity();                }            }        }        throw new Excpetion("取值错误");     }

JAVA8写法

public String getCity(User user) throws Exception{    return Optional.ofNullable(user)                   .map(u-> u.getAddress())                   .map(a->a.getCity())                   .orElseThrow(()->new Exception("取指错误"));}

例二

比如,在主程序中

以前写法

if(user!=null){    dosomething(user);}

JAVA8写法

Optional.ofNullable(user)    .ifPresent(u->{        dosomething(u);});

例三

以前写法

public User getUser(User user) throws Exception{    if(user!=null){        String name = user.getName();        if("zhangsan".equals(name)){            return user;        }    }else{        user = new User();        user.setName("zhangsan");        return user;    }}

java8写法

public User getUser(User user) {    return Optional.ofNullable(user)                   .filter(u->"zhangsan".equals(u.getName()))                   .orElseGet(()-> {                        User user1 = new User();                        user1.setName("zhangsan");                        return user1;                   });}

其他的例子,不一一列举了。不过采用这种链式编程,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。

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