Java 8特性之Optional详解
一、Optional类 简介
Optional类是 Java 8 引入的一个很有趣的特性。它主要解决的问题是臭名昭著的空指针异常(NullPointerException)
- Optional 类是一个可以为null的容器对象。如果值存在则isPresent()方法会返回true,调用get()方法会返回该对象。
- Optional 是个容器:它可以保存类型T的值,或者仅仅保存null。Optional提供很多有用的方法,这样我们就不用显式进行空值检测。
- Optional 类的引入很好的解决空指针异常。
Optional 是一个对象容器,具有以下两个特点:
- 提示用户要注意该对象有可能为null
- 简化if else代码
举一个简单的例子,在 Java 8 之前,任何访问对象方法或属性的调用都可能导致 NullPointerException:
用户 -> 家庭住址 -> 城市 ->邮编
String postCode = user.getAddress().getCity().getPostCode();
在这个示例中,为了避免异常,就得在访问每一个值之前对其进行明确地检查:
if (user != null) {Address address = user.getAddress();if (address != null) {City city= address.getCity();if (city != null) {String postCode = city.getPostCode();if (postCode != null) {//对postCode进行操作test(postCode);}}}
}
这很容易就变得冗长,难以维护。
为了简化这个过程,我们就可以用 Optional 类。
二、Optional类的使用
1. 创建:
Optional类的实例创建有三种方式:
- Optional.empty() :创建一个空的 Optional 实例。
- Optional.of(T t) :创建一个 Optional 实例,当 t为null时抛出异常(NullPointerException)。
- Optional.ofNullable(T t) :创建一个 Optional 实例,但当 t为null时不会抛出异常,而是返回一个空的实例。
2. 获取:
- get():获取optional实例中的对象,当optional 容器为空时报错。
3. 判断:
isPresent():判断optional是否为空,如果空则返回false,否则返回true
ifPresent(Consumer c):如果optional不为空,则将optional中的对象传给Comsumer函数
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不为null "+u));}
}
- orElse(T other):如果optional不为空,则返回optional中的对象;如果为null,则返回 other 这个默认值
User user = new User("王也", "5");User userNull= null;//orElse的工作方式非常直接,如果有值则返回该值,否则返回传递给它的参数值:User user1 = Optional.ofNullable(userNull).orElse(user);System.out.println(user1);//控制台输出:User(name=王也, age=5)
- orElseGet(Supplier other):如果optional不为空,则返回optional中的对象;如果为null,则使用Supplier函数生成默认值other
User user1 = Optional.ofNullable(userNull).orElseGet(()->user );//结果同上
- orElseThrow(Supplier exception):如果optional不为空,则返回optional中的对象;如果为null,则抛出Supplier函数生成的异常
//这个方法让我们有更丰富的语义,可以决定抛出什么样的异常,而不总是抛出 NullPointerException。User result = Optional.ofNullable(userNull).orElseThrow( () -> new IllegalArgumentException());
orElse() 和 orElseGet() 的不同之处
乍一看,这两种方法似乎起着同样的作用。然而事实并非如此。我们创建一些示例来突出二者行为上的异同。
(1)当对象为空时:
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对象", "1234");}
}
上面的代码中,两种方法都调用了 createNewUser() 方法,这个方法会记录一个消息并返回 User 对象。
控制台输出:
使用orElse():
Creating New User
使用orElseGet():
Creating New User
由此可见,当对象为空而返回默认对象时,行为并无差异。
(2)当对象不为空时:
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对象", "1234");}
}
控制台输出:
使用orElse():
Creating New User
使用orElseGet():
这个示例中,两个 Optional 对象都包含非空值,两个方法都会返回对应的非空值。不过,orElse() 方法仍然创建了 User 对象。与之相反,orElseGet() 方法不创建 User 对象。
在执行较密集的调用时,比如调用 Web 服务或数据查询,这个差异会对性能产生重大影响。
4. 过滤:
filter(Predicate p):filter() 接受一个 Predicate 参数,返回测试结果为 true 的值。如果测试结果为 false,会返回一个空的 Optional。
5. 映射:
map(Function<T, U> mapper):如果optional不为空,则将optional中的对象 t 映射成另外一个对象 u,并将 u 存放到一个新的optional容器中。
flatMap(Function<T,Optional > mapper):跟上面一样,在optional不为空的情况下,将对象t映射成另外一个optional
map() 对值应用(调用)作为参数的函数,然后将返回的值包装在 Optional 中。这就使对返回值进行链试调用的操作成为可能 —— 这里的下一环就是 orElse()。
flatMap() 也需要函数作为参数,并对值调用这个函数,然后直接返回结果。
4和5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("入选:" + student.getName());}}}private static List<Student> initData(){Student s1 = new Student("张三", 19, 80);Student s2 = new Student("李四", 19, 50);Student s3 = new Student("王五", 23, null);Student s4 = new Student("赵六", 16, 90);Student s5 = new Student("钱七", 18, 99);Student s6 = new Student("孙八", 20, 40);Student s7 = new Student("吴九", 21, 88);return Arrays.asList(s1, s2, s3, s4, s5, s6, s7);}
}
使用stream流的写法:
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);}
控制台输出:
入选:钱七
入选:吴九
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