Java中的Optional类用法详细讲解
作者：所望
前言
java中尝试访问空引用的属性调用空引用的方法是会报空指针NullPointerException异常。实际项目中会处理大量为空的值，代码会有很多的条件判断，难以阅读与维护。
if(user!=null){
System.out.println(user.getFullName());
}else {
User defaultUser = new User("Stark", "Tony Stark");
System.out.println(defaultUser.getFullName());
}
一、Optional是什么？
Optional类引入了一种显式的方式来处理可能为空的对象，强制程序员在可能为空的情况下进行显式的处理，以避免空指针异常。
Optional类似容器，可以包含各种类型的值，也可以为null。Optional类提供了一系列方法来方便地操作内部的值。常用的方法有get、orElse、orElseGet、orElseThrow等。
Optional的设计也考虑了函数式编程的原则，可以与Lambda表达式和StreamAPI等特性结合使用，可以进行链式调用替代命令式编程的方式通过编写if条件语句检查null值。
二、Optional对象的方法
首先我们需要创建两个类，User类与UserRepository类。
User类
import java.util.Optional;
public class User {
String name;
String fullName;
public User(String name, String fullName) {
this.name = name;
this.fullName = fullName;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public String getFullName() {
return fullName;
}
public void setFullName(String fullName) {
this.fullName = fullName;
}
}
UserRepository类
import java.util.Optional;
public class UserRepository {
public User findUserByName(String name){
if(name.equals("Peter")){
return new User("Peter","Peter Parker");
}
else {
return null;
}
}
}
1.isPresent、isEmpty方法
isPresent方法用于检查optional内是否存在值，返回为布尔值，存在为true，不存在为false。
isEmpty方法用于检查optional内是否为空，返回为布尔值，为空为true，不为空为false。
//创建值为null的Optional对象 Optional<Object> optionalBox = Optional.empty(); System.out.println(optionalBox.isPresent()); System.out.println(optionalBox.isEmpty());
返回值为false与true。
2.empty、of、ofNullable方法
若创建的对象为null，则可以采用empty()方法。
Optional<Object> optionalBox = Optional.empty();
创建不为null的对象需要调用of方法，此时若value为null，则抛出NullPointerException异常。
String value = "Peter";
Optional<String> optionalBox = Optional.of(value);
若想要创建可能为null的对象，可以使用ofNullable( )方法。
String value = "Peter";
Optional<String> optionalBox = Optional.ofNullable(value);
3.get、orElse、orElseGet与orElseThrow方法
取值可以使用get()方法，若取值对象为null，会报java.util.NoSuchElementException异常（并非java.lang.NullPointerException异常）。
String value2 = optionalBox.get();
System.out.println(value2);
我们这里修改UserRepository类中的findUserByName方法，使其返回值为Optional对象。
public Optional<User> findUserByName(String name){
if(name.equals("Peter")){
return Optional.of(new User("Peter","Peter Parker"));
}
else {
return Optional.empty();
}
}
orElse是Optional类中的一个重要方法,它用于获取值或在值为空的情况下提供一个默认值。
UserRepository userRepository = new UserRepository();
Optional<User> optionalUser = userRepository.findUserByName("Peter2");
User user = optionalUser.orElse(new User("Stark","Tony Stark"));
System.out.println(user.getFullName());
orElse方法即使读到的数据不为null，仍会创建一个新User对象。因此最好使用只有读到的数据为null的时候才会新建对象的orElseGet方法。
orElseGet方法的参数为Supplier的函数式接口，需要使用Lambda表达式实现。
optionalUser.orElseGet(()->new User("Stark","Tony Stark"));
System.out.println(user.getFullName());
orElseThrow方法用于在 Optional 对象中的值为空时抛出一个指定的异常。
orElseThrow方法通过Supplier的函数式接口，可以生成自定义异常，默认抛出异常为java.util.NoSuchElementException。
UserRepository userRepository = new UserRepository();
Optional<User> optionalUser = userRepository.findUserByName("Peter2");
optionalUser.orElseThrow(()->new RuntimeException("User not found"));
4.ifPresent、ifPresentOrElse、filter方法
ifPresent方法参数中若对象不为null，则会执行Labmda中的方法；
若参数对象为null，则不会执行Labmda中的方法，也不会报错。
UserRepository userRepository = new UserRepository();
Optional<User> optionalUser = userRepository.findUserByName("Peter2");
optionalUser.ifPresent(user -> System.out.println(user.getFullName()));
当我们希望值为空时进行其他操作，需要使用ifPresentOrElse方法。
optionalUser.ifPresentOrElse(user -> System.out.println(user.getFullName()),
()->System.out.println("User not found"));
若满足filter方法中的条件，则会返回包含值的Optional对象，如果不满足，则返回空的Optional对象
Optional<User> optionalUser2 = optionalUser.filter(user -> user.getFullName().equals("Peter Parker"));
System.out.println(optionalUser2.isPresent());
5.Map与flatMap方法
进行两个方法前需要将User类中的 getFullName方法返回值修改为Optional。
public Optional<String> getFullName(){
return Optional.ofNullable(fullName);
}
map方法：对Optional中的值进行转换（若值为空，则map方法什么也不会做，直接返回空的Optional对象）。
这个变换基于提供该map的函数，并且这个变换是可选的，如果optional的值为空则不会做任何改变，并且map方法不会改变原始的Optional对象，而返回新的Optional对象，因此可以链式调用进行多个转换操作。
UserRepository userRepository = new UserRepository();
Optional<User> optionalUser = userRepository.findUserByName("Peter");
Optional<String> optionalFullName = optionalUser.map(User::getFullName);
System.out.println(optionalFullName.get());
flatmap方法用于扁平化嵌套的Optional结构，以避免引入不必要的嵌套层级，具体为flatmap的转换函数返回的必须是另一个Optional对象，意味着flatMap方法可以用于嵌套的Optional情况，可以将两个为嵌套关系的Optional对象转换为一个。如果原始的Optional对象为空，或转换函数返回的Optional对象为空，那么最终得到的也是为空的Optional对象。
UserRepository userRepository = new UserRepository();
Optional<User> optionalUser = userRepository.findUserByName("Peter");
Optional<String> optional = optionalUser.flatMap(User::getFullName);
若只需要对Optional对象中的值进行转换，而不需要嵌套的Optional，那么使用map方法更合适
如果要进行一些操作返回另外一个Optional对象，flatmap方法更合适。
6.Stream方法
Optional的stream方法，可以将Optional对象转换为Stream对象，对其中的值进行流操作，如果Optional对象包含值，则将这个值封装到一个Stream流中，如果Optional对象为空，则创造一个为空的Stream流
UserRepository userRepository = new UserRepository();
Optional<User> optionalUser = userRepository.findUserByName("Peter");
Stream<String> a =optionalUser.map(User::getName).stream();
a.forEach(System.out::println);
三、不适合使用Optional对象的情况
不应该用于类的字段，会增加内存消耗，并使序列化变得复杂；
不应该用于方法参数，使方法的理解和使用变得复杂；
不应用于构造器参数，迫使调用者创建Optional实例，应该通过构造器重载解决；
不应该用于集合的参数，集合已经很好的处理空集合的情况，没必要使用Optional包装集合；
不建议使用get方法，若为null会报错。
以下是如何处理和避免Java8 Optional错误的一些建议：
在使用get()方法之前，一定要使用isPresent()方法检查Optional对象是否存在。
不要使用isPresent()方法和orElse()方法。而应该使用orElseGet()方法，让程序只在需要时才执行Supplier。
Optional<String> name = Optional.ofNullable(null);
System.out.println("Name: " + name.orElseGet(() -> "Default Name"));不要将Optional作为类的字段或方法的参数。这会导致类或方法变得混乱且难以维护。尽可能将Optional用于返回值，只在有需要时才将其用于参数。
避免在递归方法中使用Optional。在Java中递归是简洁明了的，但在递归方法中使用Optional 会导致程序的性能大幅下降。
总结
以上就是今天要讲的内容，本文简单介绍了Optional对象的使用以及不适合使用Optional对象的情况。
到此这篇关于Java中的Optional类用法的文章就介绍到这了,更多相关Java中Optional类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！