淺談Java8的特性之Optional類

更新時間：2023年08月14日 10:32:59 作者：Pluto372

這篇文章主要介紹了淺談Java8的特性之Optional類,Optional類是 Java 8 引入的一個很有趣的特性,Optional 類是一個可以為null的容器對象,它主要解決的問題是臭名昭著的空指針異常,需要的朋友可以參考下

一、Optional類簡介

Optional類是 Java 8 引入的一個很有趣的特性。它主要解決的問題是臭名昭著的空指針異常（NullPointerException）

Optional 類是一個可以為null的容器對象。如果值存在則isPresent()方法會返回true，調(diào)用get()方法會返回該對象。
Optional 是個容器：它可以保存類型T的值，或者僅僅保存null。Optional提供很多有用的方法，這樣我們就不用顯式進(jìn)行空值檢測。
Optional 類的引入很好的解決空指針異常。

Optional 是一個對象容器，具有以下兩個特點(diǎn)：

提示用戶要注意該對象有可能為null
簡化if else代碼

舉一個簡單的例子，在 Java 8 之前，任何訪問對象方法或?qū)傩缘恼{(diào)用都可能導(dǎo)致 NullPointerException：

用戶 -> 家庭住址  -> 城市  ->郵編
String postCode = user.getAddress().getCity().getPostCode();

在這個示例中，為了避免異常，就得在訪問每一個值之前對其進(jìn)行明確地檢查：

if (user != null) {
    Address address = user.getAddress();
    if (address != null) {
        City city= address.getCity();
        if (city != null) {
            String postCode = city.getPostCode();
            if (postCode != null) {
            	//對postCode進(jìn)行操作
               test(postCode);
            }
        }
    }
}

這很容易就變得冗長，難以維護(hù)。為了簡化這個過程，我們就可以用 Optional 類。

二、Optional類的使用

1. 創(chuàng)建：

Optional類的實例創(chuàng)建有三種方式：

Optional.empty() ：創(chuàng)建一個空的 Optional 實例。
Optional.of(T t) ：創(chuàng)建一個 Optional 實例，當(dāng) t為null時拋出異常（NullPointerException）。
Optional.ofNullable(T t) ：創(chuàng)建一個 Optional 實例，但當(dāng) t為null時不會拋出異常，而是返回一個空的實例。

2. 獲?。?/h3>
get()：獲取optional實例中的對象，當(dāng)optional 容器為空時報錯。

3. 判斷：

isPresent()：判斷optional是否為空，如果空則返回false，否則返回true
ifPresent(Consumer c)：如果optional不為空，則將optional中的對象傳給Comsumer函數(shù)

public class OptionalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        User user = new User("王也", "5");
        User userNull= null;
        Optional<User> optional = Optional.ofNullable(user);
        System.out.println(optional.isPresent());
        optional.ifPresent(u -> System.out.println("optional不為null  "+u));
    }
}

在這里插入圖片描述

orElse(T other)：如果optional不為空，則返回optional中的對象；如果為null，則返回 other 這個默認(rèn)值

   User user = new User("王也", "5");
   User userNull= null;
   //orElse的工作方式非常直接，如果有值則返回該值，否則返回傳遞給它的參數(shù)值：
   User user1 = Optional.ofNullable(userNull).orElse(user);
   System.out.println(user1);
   //控制臺輸出：User(name=王也, age=5)

orElseGet(Supplier other)：如果optional不為空，則返回optional中的對象；如果為null，則使用Supplier函數(shù)生成默認(rèn)值other

  User user1 = Optional.ofNullable(userNull).orElseGet(()->user );
  //結(jié)果同上

orElseThrow(Supplier exception)：如果optional不為空，則返回optional中的對象；如果為null，則拋出Supplier函數(shù)生成的異常

//這個方法讓我們有更豐富的語義，可以決定拋出什么樣的異常，而不總是拋出 NullPointerException。
 User result = Optional.ofNullable(userNull)
      .orElseThrow( () -> new IllegalArgumentException());

orElse() 和 orElseGet() 的不同之處

乍一看，這兩種方法似乎起著同樣的作用。然而事實并非如此。我們創(chuàng)建一些示例來突出二者行為上的異同。

（1）當(dāng)對象為空時：

public class OptionalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        User userNull = null;
        System.out.println("使用orElse()：");
        User result = Optional.ofNullable(userNull).orElse(createNewUser());
        System.out.println("使用orElseGet()：");
        User result2 = Optional.ofNullable(userNull).orElseGet(() -> createNewUser());
    }
    private static User createNewUser() {
        System.out.println("Creating New User");
        return new User("新的user對象", "1234");
    }
}

上面的代碼中，兩種方法都調(diào)用了 createNewUser() 方法，這個方法會記錄一個消息并返回 User 對象。

控制臺輸出:

使用orElse()：
Creating New User
使用orElseGet()：
Creating New User

由此可見，當(dāng)對象為空而返回默認(rèn)對象時，行為并無差異。

（2）當(dāng)對象不為空時：

public class OptionalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        User user = new User("王也", "5");
        System.out.println("使用orElse()：");
        User result = Optional.ofNullable(user).orElse(createNewUser());
        System.out.println("使用orElseGet()：");
        User result2 = Optional.ofNullable(user).orElseGet(() -> createNewUser());
    }
    private static User createNewUser() {
        System.out.println("Creating New User");
        return new User("新的user對象", "1234");
    }
}

控制臺輸出:

使用orElse()：
Creating New User
使用orElseGet()：

這個示例中，兩個 Optional 對象都包含非空值，兩個方法都會返回對應(yīng)的非空值。不過，orElse() 方法仍然創(chuàng)建了 User 對象。與之相反，orElseGet() 方法不創(chuàng)建 User 對象。

在執(zhí)行較密集的調(diào)用時，比如調(diào)用 Web 服務(wù)或數(shù)據(jù)查詢，這個差異會對性能產(chǎn)生重大影響。

4. 過濾：

filter(Predicate p)：filter() 接受一個 Predicate 參數(shù)，返回測試結(jié)果為 true 的值。如果測試結(jié)果為 false，會返回一個空的 Optional。

5. 映射：

map(Function<T, U> mapper)：如果optional不為空，則將optional中的對象 t 映射成另外一個對象 u，并將 u 存放到一個新的optional容器中。
flatMap(Function<T,Optional > mapper)：跟上面一樣，在optional不為空的情況下，將對象t映射成另外一個optional

map() 對值應(yīng)用(調(diào)用)作為參數(shù)的函數(shù)，然后將返回的值包裝在 Optional 中。這就使對返回值進(jìn)行鏈試調(diào)用的操作成為可能 —— 這里的下一環(huán)就是 orElse()。

flatMap() 也需要函數(shù)作為參數(shù)，并對值調(diào)用這個函數(shù)，然后直接返回結(jié)果。

過濾和映射的示例

public class OptionalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        List<Student> studentList = initData();
        for (Student student : studentList) {
            Optional<Student> studentOptional = Optional.of(student);
            Integer score = studentOptional.filter(s -> s.getAge() >= 18).map(Student::getScore).orElse(0);
            if (score > 80) {
                System.out.println("入選：" + student.getName());
            }
        }
    }
    private static List<Student> initData(){
        Student s1 = new Student("張三", 19, 80);
        Student s2 = new Student("李四", 19, 50);
        Student s3 = new Student("王五", 23, null);
        Student s4 = new Student("趙六", 16, 90);
        Student s5 = new Student("錢七", 18, 99);
        Student s6 = new Student("孫八", 20, 40);
        Student s7 = new Student("吳九", 21, 88);
        return Arrays.asList(s1, s2, s3, s4, s5, s6, s7);
    }
}

使用stream流的寫法：

 public static void main(String[] args) {
        List<Student> studentList = initData();
        List<String> studentName = studentList.stream().filter(student -> student.getAge() >= 18)
                .filter(student -> student.getScore() != null && student.getScore() > 80)
                .map(student -> student.getName()).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(studentName);
    }

控制臺輸出：