前言

Optional 類是 Java 8 才引入的，Optional 是個(gè)容器，它可以保存類型 T 的值，或者僅僅保存 null。Optional 提供了很多方法，這樣我們就不用顯式進(jìn)行空值檢測(cè)。Optional 類的引入很好的解決空指針異常。

Java 8 引入 Optional 類，用來解決 NullPointerException。 Optional 代替 if…else 解決空指針問題，使代碼更加簡(jiǎn)潔。

1、Optional類概述

1.1、Optional類介紹

Optional 類是 Java 8 才引入的，Optional 是個(gè)容器，它可以保存類型 T 的值，或者僅僅保存 null。Optional 提供了很多方法，這樣我們就不用顯式進(jìn)行空值檢測(cè)。Optional 類的引入很好的解決空指針異常。

Java 8 引入 Optional 類，用來解決 NullPointerException。 Optional 代替 if…else 解決空指針問題，使代碼更加簡(jiǎn)潔。

1.2、Java8之前的空指針異常判斷

Java 在使用對(duì)象過程中，訪問任何方法或?qū)傩远伎赡軐?dǎo)致 NullPointerException：

例如我們通過以下方法，獲取存在 student 對(duì)象中的 Age 值。

        public String getIsocode (Student student){
            return student.getAge();
        }

在這樣的示例中，如果我們想要避免由 student 或 student.age 為空而導(dǎo)致的空指針問題，我們就需要采用防御式檢查減少 NullPointerException（在訪問每一個(gè)值之前對(duì)其進(jìn)行明確地檢查）：

       public String getIsocode (Student student){
            if (null == student) {
                // doSomething
                return "Unknown";
            }
            if (null = student.getAge()) {
                // doSomething
                return "Unknown";
            }
            return student.getAge();
        }

然而，這種方案并不是很理想，因?yàn)闉榇藭?huì)多出多個(gè)不同的退出點(diǎn)（return），使得代碼維護(hù)變得艱難，之后每個(gè)可能的 null 檢查都會(huì)新增一個(gè)退出點(diǎn)。

為了簡(jiǎn)化這個(gè)過程，我們來看看用 Optional 類是怎么做的。

1.3、Java8之后Optional的使用

當(dāng)需要判斷的量多時(shí)，此時(shí)的這些判斷語句可能會(huì)導(dǎo)致代碼臃腫冗余，為此 Java8 特意推出了 Optional 類來幫助我們?nèi)ヌ幚砜罩羔槷惓！?/p>

下面是 Optional 的一些基本用法：

@Data
public class Student {
    private Integer age;
}
---
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 假設(shè) student 這個(gè)對(duì)象從數(shù)據(jù)庫(kù)中查出的
        Student student = getStudent();
        // 創(chuàng)建一個(gè)可接受 null 的 Optiona l類
        Optional<Student> optional = Optional.ofNullable(student);
        // 用法1:獲取 student 對(duì)象中的某個(gè)值，如果不存在的話則取默認(rèn)值（不具有短路作用）
        Integer a1 = optional.map(Student::getAge).orElse(20));
        // 用法2:獲取 student 對(duì)象中的某個(gè)值,如果不存在的話則取默認(rèn)值（具有短路作用，因?yàn)槭菓屑虞d）
        Integer a2 = optional.map(Student::getAge).orElseGet(() -> Integer.MAX_VALUE);
      	// 用法3:判斷對(duì)象是否存在，不存在則拋出異常
        optional.orElseThrow(() -> new RuntimeException("student不存在!"));
      	// 用法4:判斷對(duì)象是否存在，存在的話對(duì)對(duì)象進(jìn)行操作，例如給對(duì)象賦初始值
        optional.ifPresent(o -> o.setAge(18));
      	// 用法5:對(duì)象存在時(shí),且年齡滿足一定條件容器才會(huì)繼續(xù)保存這對(duì)象,否則將會(huì)剔除
        optional.filter(o -> o.getAge() > 10);
    }
}

2、Optional類使用

2.1、Optional類常用方法總結(jié)

2.2、Optional對(duì)象創(chuàng)建

2.2.1、Optional.empty()方法

使用 Optional.empty() 方法聲明一個(gè)空的 Optional：

// 通過靜態(tài)工廠方法 Optional.empty()，創(chuàng)建一個(gè)空的 Optional 對(duì)象
Optional<Student> optStudent = Optional.empty();

2.2.2、Optional.of(T t)方法

使用 Optional.of(T t) 方法創(chuàng)建一個(gè)包含非空值的 Optional 對(duì)象 (不推薦)：

// 靜態(tài)工廠方法 Optional.of(T t)，依據(jù)一個(gè)非空值創(chuàng)建一個(gè) Optional 對(duì)象
Optional<Student> optStudent = Optional.of(student);

如果 student 為 null，這段代碼會(huì)立即拋出一個(gè) NullPointerException，而不是等到訪問 student 的屬性值時(shí)才返回一個(gè)錯(cuò)誤。

2.2.3、Optional.ofNullable(T t)方法

使用 Optional.ofNullable(T t) 方法創(chuàng)建一個(gè)包含可能為空的值的 Optional 對(duì)象 (推薦)：

// 用靜態(tài)工廠方法 Optional.ofNullable(T t)，你可以創(chuàng)建一個(gè)允許 null 值的 Optional 對(duì)象
Optional<Student> optStudent = Optional.ofNullable(student);

2.3、Optional對(duì)象獲取

2.3.1、get()方法

get() 方法，如果變量存在，它直接返回封裝的變量值，否則就拋出一個(gè) NoSuchElementException 異常，不推薦使用：

optional.map(Student::getAge).get()

2.3.2、orElse(T other)方法

orElse(T other) 方法，它允許你在 Optional 對(duì)象不包含值時(shí)提供一個(gè)默認(rèn)值：

optional.map(Student::getAge).orElse(20));

2.3.3、orElseGet(Supplier<? extends T> other)方法

orElseGet(Supplier<? extends T> other) 方法，它是 orElse 方法的延遲調(diào)用版，Supplier 方法只有在 Optional 對(duì)象不含值時(shí)才執(zhí)行調(diào)用（懶加載）：

optional.map(Student::getAge).orElseGet(() -> Integer.MAX_VALUE);

2.3.4、orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier)方法

orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier) 方法，它和 get 方法非常類似，它們?cè)庥?Optional 對(duì)象為空時(shí)都會(huì)拋出一個(gè)異常，但是使用 orElseThrow 可以定制希望拋出的異常類型：

optional.orElseThrow(() -> new RuntimeException("student不存在!"));

2.3.5、ifPresent(Consumer<? super T> consumer)方法

ifPresent(Consumer<? super T> consumer) 方法，它讓能在變量值存在時(shí)執(zhí)行一個(gè)作為參數(shù)傳入的方法，否則就不進(jìn)行任何操作：

optional.ifPresent(o -> o.setAge(18));

2.4、Optional對(duì)象中值的提取和轉(zhuǎn)換

2.4.1、map()方法

map() 方法，如果值存在，就對(duì)該值執(zhí)行提供的 mapping 函數(shù)調(diào)用，如果值不存在，則返回一個(gè)空的 Optional 對(duì)象。

引入 Optional 以前：

String name = null;
    if(insurance != null){
        name = insurance.getName();
    }

引入 Optional 以后：

Optional<String> name = Optional.ofNullable(insurance).map(Insurance::getName);

Optional 的 map 方法和 Java 8 中 Stream 的 map 方法相差無幾。

2.4.2、flatMap()方法

flatMap() 方法，對(duì)于嵌套式的 Optiona 結(jié)構(gòu)，我們應(yīng)該使用 flatMap 方法，將兩層的 Optional 合并成一個(gè)。

我們?cè)囍貥?gòu)以下代碼：

  public String getCarInsuranceName(Person person) {
      return person.getCar().getInsurance().getName();
  }

由于我們剛剛學(xué)習(xí)了如何使用 map，我們的第一反應(yīng)可能是我們可以利用 map 重寫之前的代碼：

  Optional<Person> optPerson = Optional.of(person);
      Optional<String> name =
          optPerson.map(Person::getCar)
                   .map(Car::getInsurance)
                   .map(Insurance::getName);

不幸的是，這段代碼無法通過編譯。為什么呢? optPerson 是 Optional<Person> 類型的 變量， 調(diào)用 map 方法應(yīng)該沒有問題。但 getCar 返回的是一個(gè) Optional<Car> 類型的對(duì)象，這意味著 map 操作的結(jié)果是一個(gè) Optional<Optional<Car>> 類型的對(duì)象。因此，它對(duì) getInsurance 的調(diào)用是非法的。

下面應(yīng)用 map 和 flatMap 對(duì)上述示例進(jìn)行重寫:

  public String getCarInsuranceName(Optional<Person> person) { 
      return person.flatMap(Person::getCar)
                       .flatMap(Car::getInsurance)
                       .map(Insurance::getName)
                       .orElse("Unknown"); // 如果Optional的結(jié)果 值為空設(shè)置默認(rèn)值
  }

2.5、Optional對(duì)象其他方法

2.5.1、isPresent()方法

可以使用 isPresent() 方法檢查 Optional 對(duì)象是否包含非空值，例如：

Optional<String> optional = Optional.of("Hello World"); 
if (optional.isPresent()) { 
    System.out.println(optional.get()); 
}

2.5.2、filter()方法

filter() 方法接受一個(gè)謂詞作為參數(shù)。如果 Optional 對(duì)象的值存在，并且它符合謂詞的條件，filter 方法就返回其值，否則它就返回一個(gè)空的 Optional 對(duì)象。

比如，你可能需要檢查保險(xiǎn)公司的名稱是否為 “Cambridge-Insurance”。

Insurance insurance = ...;
	if(insurance != null && "CambridgeInsurance".equals(insurance.getName())){
			System.out.println("ok");
  }

使用 Optional 對(duì)象的 filter 方法，這段代碼可以重構(gòu)如下:

Optional<Insurance> optInsurance = ...;
optInsurance.filter(insurance -> "CambridgeInsurance".equals(insurance.getName()))
            .ifPresent(x -> System.out.println("ok"));

3、Optional注意事項(xiàng)

3.1、Optional的序列化問題

由于 Optiona l類設(shè)計(jì)時(shí)就沒特別考慮將其作為類的字段使用，所以它也并未實(shí)現(xiàn) Serializable 接口。由于這個(gè)原因，如果你的應(yīng)用使用了某些要求序列化的庫(kù)或者框架，在域模型中使用Optional，有可能引發(fā)應(yīng)用程序故障。

然而，我們相信，通過前面的介紹，我們已經(jīng)看到用 Optional 聲明域模型中的某些類型是個(gè)不錯(cuò)的主意，尤其是你需要遍歷有可能全部或部分為空，或者可能不存在的對(duì)象時(shí)。如果你一定要實(shí)現(xiàn)序列化的域模型，作為替代方案， 我們建議你像下面這個(gè)例子那樣，提供一個(gè)能訪問聲明為 Optional、變量值可能缺失的接口，代碼清單如下:

public class Person {
    private Car car;
    public Optional<Car> getCarAsOptional() {
      return Optional.ofNullable(car);
    } 
}

3.2、避免使用基礎(chǔ)類型的 Optional 對(duì)象

Optional 提供了的一些基礎(chǔ)類型 —— OptionalInt、OptionalLong 以及 OptionalDouble ，但不推薦大家使用基礎(chǔ)類型的 Optional，因?yàn)榛A(chǔ)類型的 Optional 不支持 map、 flatMap 以及 filter 方法，而這些卻是 Optional 類常用的方法?？梢允褂?Optional<Int>， Optional<Long>， Optional<Double> 等替代。3. orElse方法的使用

3.3、orElse方法的使用

orElse 中調(diào)用的方法一直都會(huì)被執(zhí)行，orElseGet 方法只有在 Optional 對(duì)象不含值時(shí)才會(huì)被調(diào)用，所以使用 orElse 方法時(shí)需要謹(jǐn)慎, 以免誤執(zhí)行某些不被預(yù)期的操作。此種情況下，可使用 orElseGet 方法代替它。

總結(jié)

到此這篇關(guān)于Java新特性之Optional類超詳細(xì)介紹的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java新特性O(shè)ptional類內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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