Java8 Optional用法和最佳實踐

根據Oracle文檔,Optional是一個容器對象,可以包含也可以不包含非null值。Optional在Java 8中引入,目的是解決 NullPointerExceptions的問題。本質上,Optional是一個包裝器類,其中包含對其他對象的引用。在這種情況下,對象只是指向內存位置的指針,并且也可以指向任何內容。從其它角度看,Optional提供一種類型級解決方案來表示可選值而不是空引用。

在Optional之前

在Java 8之前,程序員將返回null而不是Optional。這種方法有一些缺點。一種是沒有明確的方法來表示null可能是一個特殊值。如果我們要確保不會出現空指針異常,則需要對每個引用進行顯式的空檢查。

另外還有一些開發(fā)人員喜歡通過非空檢查來實現業(yè)務邏輯,空對象不應該用來決定系統(tǒng)的行為,它們是意外的Exceptional值,應當被看成是錯誤,而不是業(yè)務邏輯狀態(tài)。

當我們一個方法返回List集合時,應該總是返回一個空的List,而不是Null,這就允許調用者能夠遍歷它而不必檢查Null,否則就拋出NPE。

private void getCode( User user){
        if (user != null) {
            Address address = user.getAddress();
            if (address != null) {
                Country country = address.getCountry();
                if (country != null) {
                    String code = country.getCode();
                    if (code != null) {
                        code = code.toUpperCase();
                    }
                }
            }
        }
    }

Optional

構造Optional的三種方式

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

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);
}


創(chuàng)建一個Optional類

返回一個空的Optional實例

// Creating an empty optional
Optional<String> empty = Optional.empty();

在返回一個空的{Optional}實例時,Optional的值不存在。不過,這樣做可能很有誘惑力,如果對象為空,請避免與Option.empty()返回的實例的{==}比較 。因為不能保證它是一個單例,反之,應該使用isPresent()。

返回特定的非空值Optional

// Creating an optional using of

String name = "java";

Optional<String> opt = Optional.of(name);

靜態(tài)方法需要一個非null參數;否則,將引發(fā)空指針異常。因此,如果我們不知道參數是否為null,那就是我們使用 ofNullable的時候,下面將對此進行介紹。

返回描述指定值的Optional,如果非空,則返回空值

// Possible null value

 Optional<String> optional = Optional.ofNullable(name());

  private  String  name(){

  String name = "Java";

  return (name.length() > 5) ? name : null;

 }

常用API

ifPresent()

如果存在值,則返回true;反之,返回false。如果所包含的對象不為null,則返回true,反之返回false。通常在對對象執(zhí)行任何其他操作之前,先在Optional上調用此方法。

 Stream<String> names = Stream.of("Lamurudu", "Okanbi", "Oduduwa");
 Optional<String> longest = names
                .filter(name -> name.startsWith("L"))
                .findFirst();
longest.ifPresent(name -> {
            String s = name.toUpperCase();
            System.out.println("The longest name is "+ s);
        });
        
//The longest name is LAMURUDU

這里ifPresent() 是將一個Lambda表達式作為輸入,T值如果不為空將傳入這個lambda。那么這個lambda將不為空的單詞轉為大寫輸出顯示。在前面names單詞流尋找結果中,有可能找不到開始字母為L的單詞,返回為空,也可能找到不為空,這兩種情況都傳入lambda中,無需我們打開盒子自己編寫代碼來判斷,它自動幫助我們完成了,無需人工干預。

map()

使用Optional<T>的map方法能夠返回另外一個Optional

Stream<String> names = Stream.of("Lamurudu", "Okanbi", "Oduduwa");
        Optional<String> longest = names
                .filter(name -> name.startsWith("L"))
                .findFirst();
Optional<String> lNameInCaps = longest.map(String::toUpperCase);
        lNameInCaps.ifPresent(name -> {
            System.out.println("The name  is "+ name);
        });
        
//The name  is LAMURUDU

orElse()

返回值(如果存在);反之,返回其他。

Stream<String> names = Stream.of("Lamurudu", "Okanbi", "Oduduwa");
Optional<String> longest = names
                .filter(name -> name.startsWith("Q"))
                .findFirst();
String alternate = longest.orElse("Nimrod");
System.out.println(alternate);

//Nimrod

orElseGet()

返回值(如果存在);否則,調用other并返回該調用的結果。
該orElseGet() 方法類似于 orElse()。但是,如果沒有Optional值,則不采用返回值,而是采用供應商功能接口,該接口將被調用并返回調用的值。

Stream<String> names = Stream.of("Lamurudu", "Okanbi", "Oduduwa");
Optional<String> longest = names
                    .filter(name -> name.startsWith("Q"))
                    .findFirst();
 String alternate = longest.orElseGet(() -> {
            return "Nimrod";
        });
 System.out.println(alternate);
 
 //Nimrod
 

orElseThrow()

orElseThrow()是在當遭遇Null時,決定拋出哪個Exception時使用

Stream<String> names = Stream.of("Lamurudu", "Okanbi", "Oduduwa");
Optional<String> longest = names
                    .filter(name -> name.startsWith("Q"))
                   .findFirst();
longest.orElseThrow(NoSuchElementStartingWithQException::new);

orElse() 和orElseGet()之間有什么區(qū)別

我們可能考慮的問題是:何時使用orElse和何時使用orElseGet?看起來可以使用orElseGet的時候,使用orElse也可以代替(因為Supplier接口沒有入參),而且使用orElseGet還需要將計算過程額外包裝成一個 lambda 表達式。

一個關鍵的點是,使用Supplier能夠做到懶計算,即使用orElseGet時。它的好處是,只有在需要的時候才會計算結果。具體到我們的場景,使用orElse的時候,每次它都會執(zhí)行計算結果的過程,而對于orElseGet,只有Optional中的值為空時,它才會計算備選結果。這樣做的好處是可以避免提前計算結果的風險。

class User {
    // 中文名
    private String chineseName;
    // 英文名
    private EnglishName englishName;
}

class EnglishName {
    // 全名
    private String fullName;
    // 簡寫
    private String shortName;
}

假如我們現在有User類,用戶注冊賬號時,需要提供自己的中文名或英文名,或都提供,我們抽象出一個EnglishName類,它包含英文名的全名和簡寫(因為有的英文名確實太長了)。現在,我們希望有一個User#getName()方法,它可以像下面這樣實現:

class User {
    // ... 之前的內容
    public String getName1() {
        return Optional.ofNullable(chineseName)
                .orElse(englishName.getShortName());
    }
    public String getName2() {
        return Optional.ofNullable(chineseName)
                .orElseGet(() -> englishName.getShortName());
    }
}

兩個版本,分別使用orElse和orElseGet。現在可以看出getName1()方法有什么風險了嗎?它會出現空指針異常嗎?

答案是:是的。當用戶只提供了中文名時,此時englishName屬性是null,但是在orElse中,englishName.getShortName()總是會執(zhí)行。而在getName2()中,這個風險卻沒有。

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