Java 新特性之Option示例详解

2024-02-05 09:03:45 作者：萧炎

使用Optional开发时要注意正确使用Optional的“姿势”，特别注意不要使用3.2节提到的错误示范，谨慎使用isPresent()和get()方法，尽量多使用map()、filter()、orElse()等方法来发挥Optional的作用，对Java Option相关知识感兴趣的朋友一起看看吧

一、简介

Optional类是Java8为了解决null值判断问题，借鉴google guava类库的Optional类而引入的一个同名Optional类，使用Optional类可以避免显式的null值判断（null的防御性检查），避免null导致的NPE（NullPointerException）。

我们来看一段代码：

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

这是一个获取学生性别的方法，方法入参为一个Student对象，为了防止student对象为null，做了防御性检查：如果值为null，返回"Unkown"。

再看使用Optional优化后的方法：

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

可以看到，Optional类结合lambda表达式的使用能够让开发出的代码更简洁和优雅。

二、Optional对象的创建

我们看下Optional类的部分源码：

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

可以看出，Optional类的两个构造方法都是private型的，因此类外部不能显示的使用new Optional()的方式来创建Optional对象，但是Optional类提供了三个静态方法empty()、of(T value)、ofNullable(T value)来创建Optinal对象，示例如下：

// 1、创建一个包装对象值为空的Optional对象
Optional<String> optStr = Optional.empty();
// 2、创建包装对象值非空的Optional对象
Optional<String> optStr1 = Optional.of("optional");
// 3、创建包装对象值允许为空的Optional对象
Optional<String> optStr2 = Optional.ofNullable(null);

三、Optional 类典型接口的使用

下面以一些典型场景为例，列出Optional API常用接口的用法，并附上相应代码。

3.1 get()方法

简单看下get()方法的源码：

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

可以看到，get()方法主要用于返回包装对象的实际值，但是如果包装对象值为null，会抛出NoSuchElementException异常。

3.2 isPresent()方法

isPresent()方法的源码：

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

可以看到，isPresent()方法用于判断包装对象的值是否非空。下面我们来看一段糟糕的代码：

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

这段代码实现的是第一章(简介)中的逻辑，但是这种用法不但没有减少null的防御性检查，而且增加了Optional包装的过程，违背了Optional设计的初衷，因此开发中要避免这种糟糕的使用~

3.3 ifPresent()方法

ifPresent()方法的源码：

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

ifPresent()方法接受一个Consumer对象（消费函数），如果包装对象的值非空，运行Consumer对象的accept()方法。示例如下：

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

上述示例用于打印学生姓名，由于ifPresent()方法内部做了null值检查，调用前无需担心NPE问题。

3.4 filter()方法

filter()方法的源码：

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

filter()方法接受参数为Predicate对象，用于对Optional对象进行过滤，如果符合Predicate的条件，返回Optional对象本身，否则返回一个空的Optional对象。举例如下：

  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，实现了年龄大于18的学生的筛选。

3.5 map()方法

map()方法的源码：

 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()方法的参数为Function（函数式接口）对象，map()方法将Optional中的包装对象用Function函数进行运算，并包装成新的Optional对象（包装对象的类型可能改变）。举例如下：

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

上述代码中，先用ofNullable()方法构造一个Optional对象，然后用map()计算学生的年龄，返回Optional对象（如果student为null, 返回map()方法返回一个空的Optinal对象）。

3.6 flatMap()方法

flatMap()方法的源码：

 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，入参Function函数的返回值类型为Optional类型，而不是U类型，这样flatMap()能将一个二维的Optional对象映射成一个一维的对象。以3.5中示例功能为例，进行faltMap()改写如下：

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

3.7 orElse()方法

orElse()方法的源码：

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

orElse()方法功能比较简单，即如果包装对象值非空，返回包装对象值，否则返回入参other的值（默认值）。如第一章（简介）中提到的代码：

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

3.8 orElseGet()方法

orElseGet()方法的源码：

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

orElseGet()方法与orElse()方法类似，区别在于orElseGet()方法的入参为一个Supplier对象，用Supplier对象的get()方法的返回值作为默认值。如：

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

3.9 orElseThrow()方法

orElseThrow()方法的源码：

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

orElseThrow()方法其实与orElseGet()方法非常相似了，入参都是Supplier对象，只不过orElseThrow()的Supplier对象必须返回一个Throwable异常，并在orElseThrow()中将异常抛出：

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

orElseThrow()方法适用于包装对象值为空时需要抛出特定异常的场景。

四、注意事项

使用Optional开发时要注意正确使用Optional的“姿势”，特别注意不要使用3.2节提到的错误示范，谨慎使用isPresent()和get()方法，尽量多使用map()、filter()、orElse()等方法来发挥Optional的作用。

到此这篇关于Java 新特性之Option详解的文章就介绍到这了,更多相关Java Option内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！