JAVA8之妙用Optional解決判斷Null為空問題

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在文章的開頭，先說下NPE問題，NPE問題就是，我們在開發(fā)中經(jīng)常碰到的NullPointerException.假設我們有兩個類，他們的UML類圖如下圖所示。
在這種情況下，有如下代碼
user.getAddress().getProvince();
這種寫法，在user為null時，是有可能報NullPointerException異常的。為了解決這個問題，于是采用下面的寫法：
if(user!=null){
????Address?address?=?user.getAddress();
????if(address!=null){
????????String?province?=?address.getProvince();
????}
}
這種寫法是比較丑陋的，為了避免上述丑陋的寫法，讓丑陋的設計變得優(yōu)雅。JAVA8提供了Optional類來優(yōu)化這種寫法，接下來的正文部分進行詳細說明
?
API介紹
先介紹一下API，與其他文章不同的是，本文采取類比的方式來講，同時結(jié)合源碼。而不像其他文章一樣，一個個API羅列出來，讓人找不到重點。
1、Optional(T value),empty(),of(T value),ofNullable(T value)
這四個函數(shù)之間具有相關性，因此放在一組進行記憶。
先說明一下，Optional(T value)，即構(gòu)造函數(shù)，它是private權(quán)限的，不能由外部調(diào)用的。其余三個函數(shù)是public權(quán)限，供我們所調(diào)用。那么，Optional的本質(zhì)，就是內(nèi)部儲存了一個真實的值，在構(gòu)造的時候，就直接判斷其值是否為空。好吧，這么說還是比較抽象。直接上Optional(T value)構(gòu)造函數(shù)的源碼，如下圖所示。
那么，**of(T value)**的源碼如下：
public?static??Optional?of(T?value)?{
????return?new?Optional<>(value);
}
也就是說of(T value)函數(shù)內(nèi)部調(diào)用了構(gòu)造函數(shù)。根據(jù)構(gòu)造函數(shù)的源碼我們可以得出兩個結(jié)論:
通過of(T value)函數(shù)所構(gòu)造出的Optional對象，當Value值為空時，依然會報NullPointerException。
通過of(T value)函數(shù)所構(gòu)造出的Optional對象，當Value值不為空時，能正常構(gòu)造Optional對象。
除此之外呢，Optional類內(nèi)部還維護一個value為null的對象，大概就是長下面這樣的。
public?final?class?Optional?{
????//省略....
????private?static?final?Optional?EMPTY?=?new?Optional<>();
????private?Optional()?{
????????this.value?=?null;
????}
????//省略...
????public?static?Optional?empty()?{
????????@SuppressWarnings("unchecked")
????????Optional?t?=?(Optional)?EMPTY;
????????return?t;
????}
}
那么，empty（）的作用就是返回EMPTY對象。
好了鋪墊了這么多，可以說ofNullable(T value)的作用了，上源碼。
?public?static??Optional?ofNullable(T?value)?{
????return?value?==?null???empty()?:?of(value);
}
好吧，大家應該都看得懂什么意思了。相比較of(T value)的區(qū)別就是，當value值為null時，of(T value)會報NullPointerException異常；ofNullable(T value)不會throw Exception，ofNullable(T value)直接返回一個EMPTY對象。
那是不是意味著，我們在項目中只用ofNullable函數(shù)而不用of函數(shù)呢?
不是的，一個東西存在那么自然有存在的價值。當我們在運行過程中，不想隱藏NullPointerException。而是要立即報告，這種情況下就用Of函數(shù)。但是不得不承認，這樣的場景真的很少。博主也僅在寫junit測試用例中用到過此函數(shù)。
2、orElse(T other)，orElseGet(Supplier other)和orElseThrow(Supplier exceptionSupplier)
這三個函數(shù)放一組進行記憶，都是在構(gòu)造函數(shù)傳入的value值為null時，進行調(diào)用的。orElse和orElseGet的用法如下所示，相當于value值為null時，給予一個默認值:
@Test
public?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;
}
這兩個函數(shù)的區(qū)別：當user值不為null時，orElse函數(shù)依然會執(zhí)行createUser()方法，而orElseGet函數(shù)并不會執(zhí)行createUser()方法，大家可自行測試。
至于orElseThrow，就是value值為null時,直接拋一個異常出去，用法如下所示。
User?user?=?null;
Optional.ofNullable(user).orElseThrow(()->new?Exception("用戶不存在"));
3、map(Function mapper)和flatMap(Function> mapper)
這兩個函數(shù)放在一組記憶，這兩個函數(shù)做的是轉(zhuǎn)換值的操作。
直接上源碼
?public?final?class?Optional?{
????//省略....
?????public?Optional?map(Function?mapper)?{
????????Objects.requireNonNull(mapper);
????????if?(!isPresent())
????????????return?empty();
????????else?{
????????????return?Optional.ofNullable(mapper.apply(value));
????????}
????}
????//省略...
?????public?Optional?flatMap(Function>?mapper)?{
????????Objects.requireNonNull(mapper);
????????if?(!isPresent())
????????????return?empty();
????????else?{
????????????return?Objects.requireNonNull(mapper.apply(value));
????????}
????}
}
這兩個函數(shù)，在函數(shù)體上沒什么區(qū)別。唯一區(qū)別的就是入?yún)ⅲ琺ap函數(shù)所接受的入?yún)㈩愋蜑?/span>Function，而flapMap的入?yún)㈩愋蜑?/span>Function>。
在具體用法上，對于map而言：
如果User結(jié)構(gòu)是下面這樣的。
public?class?User?{
????private?String?name;
????public?String?getName()?{
????????return?name;
????}
}
這時候取name的寫法如下所示。
String?city?=?Optional.ofNullable(user).map(u->?u.getName()).get();
對于flatMap而言:
如果User結(jié)構(gòu)是下面這樣的。
public?class?User?{
????private?String?name;
????public?Optional?getName()?{
????????return?Optional.ofNullable(name);
????}
}
這時候取name的寫法如下所示：
String?city?=?Optional.ofNullable(user).flatMap(u->?u.getName()).get();
4、isPresent()和ifPresent(Consumer consumer)
這兩個函數(shù)放在一起記憶，isPresent即判斷value值是否為空，而ifPresent就是在value值不為空時，做一些操作。這兩個函數(shù)的源碼如下
public?final?class?Optional?{
????//省略....
????public?boolean?isPresent()?{
????????return?value?!=?null;
????}
????//省略...
????public?void?ifPresent(Consumer?consumer)?{
????????if?(value?!=?null)
????????????consumer.accept(value);
????}
}
需要額外說明的是，大家千萬不要把
if?(user?!=?null){
???//?TODO:?do?something
}
給寫成
User?user?=?Optional.ofNullable(user);
if?(Optional.isPresent()){
???//?TODO:?do?something
}
因為這樣寫，代碼結(jié)構(gòu)依然丑陋。作者會在后面給出正確寫法。
至于ifPresent(Consumer consumer)，用法也很簡單，如下所示
Optional.ofNullable(user).ifPresent(u->{
????//?TODO:?do?something
});
5、filter(Predicate predicate)
不多說，直接上源碼
public?final?class?Optional?{
????//省略....
???Objects.requireNonNull(predicate);
????????if?(!isPresent())
????????????return?this;
????????else
????????????return?predicate.test(value)???this?:?empty();
}
filter 方法接受一個?Predicate?來對?Optional?中包含的值進行過濾，如果包含的值滿足條件，那么還是返回這個 Optional；否則返回?Optional.empty。
用法如下：
Optional?user1?=?Optional.ofNullable(user).filter(u?->?u.getName().length()<6);
如上所示，如果user的name的長度是小于6的，則返回。如果是大于6的，則返回一個EMPTY對象。
?
實戰(zhàn)使用
例一
在函數(shù)方法中，以前寫法。
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("取值錯誤");?
????}
JAVA8寫法。
public?String?getCity(User?user)?throws?Exception{
????return?Optional.ofNullable(user)
???????????????????.map(u->?u.getAddress())
???????????????????.map(a->a.getCity())
???????????????????.orElseThrow(()->new?Exception("取指錯誤"));
}
例二
比如，在主程序中，以前寫法。
if(user!=null){
????dosomething(user);
}
JAVA8寫法。
?Optional.ofNullable(user)
????.ifPresent(u->{
????????dosomething(u);
});
例三
以前寫法。
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寫法。
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，不一一列舉了。不過采用這種鏈式編程，雖然代碼優(yōu)雅了。但是，邏輯性沒那么明顯，可讀性有所降低，大家項目中看情況酌情使用

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