JAVA8之妙用Optional解決判斷Null爲空的問題

引言

在文章的開頭，先說下NPE問題，NPE問題就是，咱們在開發中常常碰到的NullPointerException.假設咱們有兩個類，他們的UML類圖以下圖所示

在這種狀況下，有以下代碼

user.getAddress().getProvince();

這種寫法，在user爲null時，是有可能報NullPointerException異常的。爲了解決這個問題，因而採用下面的寫法

if(user!=null){
    Address address = user.getAddress();
    if(address!=null){
        String province = address.getProvince();
    }
}

這種寫法是比較醜陋的，爲了不上述醜陋的寫法，讓醜陋的設計變得優雅。JAVA8提供了Optional類來優化這種寫法，接下來的正文部分進行詳細說明

API介紹

先介紹一下API，與其餘文章不一樣的是，本文采起類比的方式來說，同時結合源碼。而不像其餘文章同樣，一個個API羅列出來，讓人找不到重點。

一、Optional(T value),empty(),of(T value),ofNullable(T value)

這四個函數之間具備相關性，所以放在一組進行記憶。

先說明一下，Optional(T value)，即構造函數，它是private權限的，不能由外部調用的。其他三個函數是public權限，供咱們所調用。那麼，Optional的本質，就是內部儲存了一個真實的值，在構造的時候，就直接判斷其值是否爲空。好吧，這麼說仍是比較抽象。直接上Optional(T value)構造函數的源碼，以下圖所示

那麼，of(T value)的源碼以下

public static <T> Optional<T> of(T value) {
    return new Optional<>(value);
}

也就是說of(T value)函數內部調用了構造函數。根據構造函數的源碼咱們能夠得出兩個結論:

• 經過of(T value)函數所構造出的Optional對象，當Value值爲空時，依然會報NullPointerException。

• 經過of(T value)函數所構造出的Optional對象，當Value值不爲空時，能正常構造Optional對象。

除此以外呢，Optional類內部還維護一個value爲null的對象，大概就是長下面這樣的

public final class Optional<T> {
    //省略....
    private static final Optional<?> EMPTY = new Optional<>();
    private Optional() {
        this.value = null;
    }
    //省略...
    public static<T> Optional<T> empty() {
        @SuppressWarnings("unchecked")
        Optional<T> t = (Optional<T>) EMPTY;
        return t;
    }
}

那麼，empty()的做用就是返回EMPTY對象。

好了鋪墊了這麼多，能夠說ofNullable(T value)的做用了，上源碼

public static <T> Optional<T> ofNullable(T value) {
    return value == null ? empty() : of(value);
}

好吧，你們應該都看得懂什麼意思了。相比較of(T value)的區別就是，當value值爲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。

那是否是意味着，咱們在項目中只用ofNullable函數而不用of函數呢?

不是的，一個東西存在那麼天然有存在的價值。當咱們在運行過程當中，不想隱藏NullPointerException。而是要當即報告，這種狀況下就用Of函數。可是不得不認可，這樣的場景真的不多。博主也僅在寫junit測試用例中用到過此函數。

二、orElse(T other)，orElseGet(Supplier<? extends T> other)和orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier)

這三個函數放一組進行記憶，都是在構造函數傳入的value值爲null時，進行調用的。orElse和orElseGet的用法以下所示，至關於value值爲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;
}

這兩個函數的區別：當user值不爲null時，orElse函數依然會執行createUser()方法，而orElseGet函數並不會執行createUser()方法，你們可自行測試。

至於orElseThrow，就是value值爲null時,直接拋一個異常出去，用法以下所示

User user = null;
Optional.ofNullable(user).orElseThrow(()->new Exception("用戶不存在"));

三、map(Function<? super T, ? extends U> mapper)和flatMap(Function<? super T, Optional<U>> mapper)

這兩個函數放在一組記憶，這兩個函數作的是轉換值的操做。

直接上源碼

public final class Optional<T> {
    //省略....
    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));
        }
    }
    //省略...
    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));
        }
    }
}

這兩個函數，在函數體上沒什麼區別。惟一區別的就是入參，map函數所接受的入參類型爲Function<? super T, ? extends U>，而flapMap的入參類型爲Function<? super T, Optional<U>>。

在具體用法上，對於map而言：

若是User結構是下面這樣的

public class User {
    private String name;
    public String getName() {
        return name;
    }
}

這時候取name的寫法以下所示

String city = Optional.ofNullable(user).map(u-> u.getName()).get();

對於flatMap而言:

若是User結構是下面這樣的

public class User {
    private String name;
    public Optional<String> getName() {
        return Optional.ofNullable(name);
    }
}

這時候取name的寫法以下所示

String city = Optional.ofNullable(user).flatMap(u-> u.getName()).get();

四、isPresent()和ifPresent(Consumer<? super T> consumer)

這兩個函數放在一塊兒記憶，isPresent即判斷value值是否爲空，而ifPresent就是在value值不爲空時，作一些操做。這兩個函數的源碼以下

public final class Optional<T> {
    //省略....
    public boolean isPresent() {
        return value != null;
    }
    //省略...
    public void ifPresent(Consumer<? super T> consumer) {
        if (value != null)
            consumer.accept(value);
    }
}

須要額外說明的是，你們千萬不要把

if (user != null){
    // TODO: do something
}

給寫成

User user = Optional.ofNullable(user);
if (Optional.isPresent()){
    // TODO: do something
}

由於這樣寫，代碼結構依然醜陋。博主會在後面給出正確寫法

至於ifPresent(Consumer<? super T> consumer)，用法也很簡單，以下所示

Optional.ofNullable(user).ifPresent(u->{
    // TODO: do something
});

五、filter(Predicate<? super T> predicate)

很少說，直接上源碼

public final class Optional<T> {
     //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，若是包含的值知足條件，那麼仍是返回這個 Optional；不然返回 Optional.empty。

用法以下

Optional<User> user1 = Optional.ofNullable(user).filter(u -> u.getName().length()<6);

如上所示，若是user的name的長度是小於6的，則返回。若是是大於6的，則返回一個EMPTY對象。

實戰使用

例一

在函數方法中

之前寫法

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

好比，在主程序中

之前寫法

if(user!=null){
    dosomething(user);
}

JAVA8寫法

Optional.ofNullable(user)
        .ifPresent(u->{
            dosomething(u);
        });

例三

之前寫法

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;
            });
}

其餘的例子，不一一列舉了。不過，博主認爲，其實採用這種鏈式編程，雖然代碼優雅了。可是，邏輯性沒那麼明顯，可讀性有所下降，你們項目中看狀況酌情使用。