Java中NullPointerException的完美解決方案

時間 2020-12-08

標籤 java app ide 函數學習設計指針 code 對象欄目 Java 简体版

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null在Java中帶來的麻煩

我相信全部的Java程序猿必定都遇到過NullPointerException，空指針在Java程序中是最多見的，也是最煩人的；它讓咱們不少程序猿產生了根深蒂固的感受，全部可能產生空指針的地方都的加上if-else檢查，可是這帶給咱們不少麻煩java

Java自己是強類型的，可是null破壞了這個規則，它能夠被賦值給任何對象
Java的設計是讓程序猿對指針無感知，可是null指針是個例外
它會是代碼變得很臃腫，處處都充斥着if-else的空檢查，甚至是多層嵌套，代碼可讀性降低
null自己毫無心義，表示不了無

前兩點不須要特別的說明，後兩點舉個例子來講明一下：
假如一我的擁有一個手機，每一個手機都有生成廠商，每一個廠商都會有個名字，用類表示的話：app

public class Person {
    private Phone phone;

    public Phone getPhone() {
        return phone;
    }
}

public class Phone {
    private Producer producer;

    public Producer getProducer() {
        return producer;
    }
}

public class Producer {
    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }
}

在這個例子中，假如咱們須要取到手機生成廠商的名字ide

public String getPhoneProducerName(Person person) {
    return person.getPhone().getProducer().getName();
}

因爲不必定每一個人都會有一個手機，全部在調用getProducer()時可能會出現NullPointerException。函數

一門設計語言原本就是來描述世界的，在這個事例中有的人有手機，有的人也可能沒有手機，因此在調用person.getPhone()返回的值就應該包含有和無這兩種狀況，如今經過返回null來表示無，可是在調用getProducer()卻又會拋出異常，這樣就不太符合現實邏輯；因此把null來用來表示無不合適學習

在遇到這種狀況一般的作法是作null檢查,甚至是每一個地方可能發生null指針的作檢查。ui

public String getPhoneProducerName(Person person) {
    if (person.getPhone() == null) {
        return "無名字";
    }
    if (person.getPhone().getProducer() == null) {
        return "無名字";
    }
    return person.getPhone().getProducer().getName();
}

這裏我已經試圖在減小代碼的層級，若是使用的是if-else，代碼的層級會更深，代碼可讀性降低。設計

Optional的簡單介紹

吐槽了那麼多現狀的很差，如今能夠祭出咱們的解決方案了 Optional；千呼萬喚始出來，猶抱琵琶半遮面；那Optional究竟是個什麼東西，咱們一塊兒來逐步解開它的面紗。指針

Optional自己只是對對象的簡單包裝，若是對象爲空，那麼會構建一個空的Optional；這樣一來Optional就包含了存在和不存在兩個狀況, 接下來能夠看下上面的例子改過以後code

public class Person {
    private Optional<Phone> phone;

    public Optional<Phone> getPhone() {
        return phone;
    }
}

public class Phone {
    private Producer producer;

    public Producer getProducer() {
        return producer;
    }
}

public class Producer {
    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }
}

因爲有的人可能沒有手機，有的人有，因此Phone須要用Optional包裝起來；手機自己必定會有生產的廠商，廠商必定會有一個名字，因此這兩個不須要用Optional包裝起來。這裏咱們會發現使用了Optional會豐富代碼的語義，讓代碼更加符合現實。對象

而當咱們在調用phone.getProducer().getName()的時候不須要作null指針的檢查，若是說在這裏發生了NullPointerException，說明這裏數據自己是有問題的，不符合現實，就應該讓問題暴露出來，而不是像上面的代碼同樣把問題掩蓋。

Optional的經常使用方法使用

1. Optional的建立方法

Optional<Person> empty = Optional.empty();  //申明一個空的Optional
Optional<Person> person = Optional.of(new Person()); //包裝Person
Optional<Person> person2 = Optional.of(null); //不容許的操做，傳入null 會拋出空指針異常
Optional<Person> optionalPerson = Optional.ofNullable(null); //容許傳null, 返回一個空的Optional

2. Optional值的獲取方式

map、flatMap
首先咱們從新定義一下Phone類，除了有生產廠商以外，還有個型號；

public class Phone {
    private String model;
    private Producer producer;

    public Producer getProducer() {
        return producer;
    }
    public String getModel() {
        return model;
    }
}

當咱們須要獲取到手機的型號的時候能夠這樣：

Optional<Phone> optionalPhone = Optional.of(new Phone());
Optional<String> model = optionalPhone.map(Phone::getModel);

當咱們須要經過Person對象獲取到Phone的型號是，會想到這樣：

Optional<Person> optionalPerson = Optional.of(new Person());
optionalPerson.map(Person::getPhone).map(Phone::getModel);

當咱們寫出來的時候發現編譯器不能經過。是由於Person::getPhone返回的是一個Optional<Phone>，調用optionalPerson.map(Person::getPhone)返回的就是Optional<Optional<Phone>>，因此再.map的就沒法拿到手機型號，那如何可以讓返回的結果不是Optional<Optional<Phone>>，而是Optional<Phone>呢？

這裏須要用到另外一個方法flatMap。flatMap和map的區別，我在剛開始學習的時候，看到了網上的各類解釋都很繞，看的很暈，最後直接打開源碼來看，發現實現很簡單，很容易理解，來看下源碼：

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));
    }
}
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));
    }
}

map方法在返回的時候會包裝一層Optional ； flatMap在返回的時候直接把函數的返回值返回了，函數的結果必須是Optional；那麼在前面的例子中咱們直接調用flatMap返回的結果就是Optional<Phone>

Optional<Person> optionalPerson = Optional.of(new Person());
optionalPerson.flatMap(Person::getPhone).map(Phone::getModel);

取出Optional中的值對象：get、orElse、orElseGet、orElseThrow、ifPresent
1. get() : 當你明確知道Optional中有值的話能夠直接調用該方法，當Optional中沒有值是該方法會拋出異常NoSuchElementException;因此當若是存在空值的話建議就不要調用該方法，由於這樣和作null檢查就沒有區別了
2. orElse(T other) : 提供一個默認值，當值不存在是返回這個默認值
3. orElseGet(Supplier<? extends T> other) : 當值不存在的時候會調用supper函數，若是說返回這個默認值的邏輯較多，那麼調用這個方法比較合適；
4. orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier) : 當值爲空時會拋出一個自定義的異常
5. ifPresent(Consumer<? super T> consumer) : 當值不爲空是會調用consumer函數，若是值爲空，那麼這個方法什麼都不作
filter 過濾出知足條件的對象
假如咱們須要過濾出手機型號IOS的手機，並打印出型號，代碼以下：

Person person = new Person(Optional.of(new Phone("IOS")));
        Optional<Person> optionalPerson = Optional.of(person);
        optionalPerson.flatMap(Person::getPhone)
                .filter(phone -> "IOS".equals(phone.getModel()))
                .map(Phone::getModel)
                .ifPresent(System.out::println);