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Java8 中的Optional类详解

2024-08-11 15:52:44   219人阅读

      在Java8中，引入了一个新的类java.util.Optional 。这个类专门用来解决空引用的问题。有了它，对于一个方法的返回值什么的，都不需要再判断是不是null了。同时，这个类和lambda表达式和函数式编程也可以比较好的整合在一起使用。
这里就来看一下这个类的使用。
知道Scala的同学可以类比一下 scala.Option[T] ，或者Haskell的Data.Maybe。都有类似的功能。

 

     Optional是一个容器，里面放着我们的返回值（就是真正要用的东西），但是这个真正要用的东西可能是null呀，所以每次都要判断，但是Optional不可能是null。所以不要在判断是否为null了。

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public void print(String s) {
    System.out.println(s);
}
 
String x = //...
Optional<String> opt = //...

上面代码中，x可能是null，opt不可能是null。

建立Optional对象

首先让我们来看一下如何构造Optional对象。Optional对象有一系列静态工厂方法创建出来。

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opt = Optional.of(notNull);
opt = Optional.ofNullable(mayBeNull);
opt = Optional.empty();

以上3个方法，第一个of()从一个非null的对象创建Optional，如果传给他null，就有异常NullPointerException。
ofNullable()可以由任意对象（包括null）创建Optional。empty方法总是返回一个空的Optional。

ifPresent()方法:真的存在吗？

Optional在使用的时候，有一些主要的方法，首先是ifPresent。顾名思义，即使对象是否存在的意思。就是说里面装的东西是不是null，这个和判断对象是否为null基本上也是等价的。

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if (x != null) {
    print(x);
}

以上代码等价于，下面的任何一句话。

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opt.ifPresent(x -> print(x));
opt.ifPresent(this::print);

filter()方法：过滤一下吧

另外一个方法是filter()。就是可以做一些条件判断，判断Optional里面的东西，是否满足某一个条件，满足了，就可以做一些额外的操作。

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if (x != null && x.contains("ab")) {
    print(x);
}

等价于：

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opt.
   filter(x -> x.contains("ab")).
   ifPresent(this::print);

如果不喜欢这种函数式的风格，也可以这么写，更好懂：

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if(opt.isPresent() && opt.get().contains("ab")) {
    print(opt.get());
}

上面的get()方法就是把Optional的东西拿出来了。

map()方法:执行一些操作

map()方法可以对值做一些处理，将一个操作作用于里面的东西。比如，字符串去掉首尾空格后打印出来：

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if (x != null) {
    String t = x.trim();
    if (t.length() > 1) {
        print(t);
    }
}

等价于：

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opt.
    map(String::trim).
    filter(t -> t.length() > 1).
    ifPresent(this::print);

map()方法会对Optional里的内容做处理，但如果Optional里的是null，他什么都不做（不会有异常哦），只返回empty。
map()还有一个特点是，它是类型安全的。

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Optional<String>  opt = //...
Optional<Integer> len = opt.map(String::length);

一个String的Optional，取出他们的长度，变成了Integer。map()之后的数据类型就是Integer了。

orElse()/orElseGet() 需要一个默认值吗？

如果你在拿到Optional的数据后，发现是他null，你想做一些默认的返回值，执行类似下面的操作：

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int len = (x != null)? x.length() : -1;

可以这么写：

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int len = opt.map(String::length).orElse(-1);

如果默认值需要被动态计算出来，就是可以用orElseGet()，它接受一个Supplier：

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int len = opt.
    map(String::length).
    orElseGet(() -> slowDefault());     //orElseGet(this::slowDefault)

flatMap() 不会有Null的map

flatMap()方法和map()类似，不同点是，map可以返回任意类型，系统会自动包装为Optional，但是flatMap必须返回Optional，系统不会自动做包装。

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//返回值是Optional
public Optional<String> tryFindSimilar(String s)  
Optional<String> similar =       opt.flatMap(this::tryFindSimilar);

orElseThrow() 如果值不存在，抛一个异常吧！

以下代码等价，一看便知：

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public char firstChar(String s) {
    if (s != null && !s.isEmpty())
        return s.charAt(0);
    else
        throw new IllegalArgumentException();
}

opt.
    filter(s -> !s.isEmpty()).
    map(s -> s.charAt(0)).
    orElseThrow(IllegalArgumentException::new);

实例展示

假如有一个Person 对象，它有一个Address 属性，而Address属性还嵌套一个validFrom的日期。所有的值都可能是null。
好了，现在我们来判断一下Person 的这些属性是否是Valid的。

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private boolean validAddress(NullPerson person) {
    if (person != null) {
        if (person.getAddress() != null) {
            final Instant validFrom = person.getAddress().getValidFrom();
            return validFrom != null && validFrom.isBefore(now());
        } else
            return false;
    } else
        return false;
}

或者也可以这么写：

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return person != null &&
       person.getAddress() != null &&
       person.getAddress().getValidFrom() != null &&
       person.getAddress().getValidFrom().isBefore(now());

总之 都不是很好看。

但如果这些属性都是Optional，那么看起来会稍微舒服一点。

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class Person {
 
    private final Optional<Address> address;
 
    public Optional<Address> getAddress() {
        return address;
    }
 
    //...
}
 
class Address {
    private final Optional<Instant> validFrom;
 
    public Optional<Instant> getValidFrom() {
        return validFrom;
    }

    //...
}

以下代码就实现了一样的判断：

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return person.
        flatMap(Person::getAddress).
        flatMap(Address::getValidFrom).
        filter(x -> x.before(now())).
        isPresent();

使用Optional以后，NullPointerException 就从此消失了。

将一个Optional转为List或者Set

Optional是一个集合，虽然里面只有0或者1个元素，但它一样是一个集合。如果要转为List或者Set，一般的写法可以是：

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public static <T> List<T> toList(Optional<T> option) {
    return option.
            map(Collections::singletonList).
            orElse(Collections.emptyList());
}

或者更传统的写法：

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public static <T> List<T> toList(Optional<T> option) {
    if (option.isPresent())
        return Collections.singletonList(option.get());
    else
        return Collections.emptyList();
}

但是在java8里，其实只需要这么写：

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import static java.util.stream.Collectors.*;
//转为List
List<String> list = collect(opt, toList());
//转为Set
Set<String>  set  = collect(opt, toSet());

本文代码内容来自于：http://www.nurkiewicz.com/2013/08/optional-in-java-8-cheat-sheet.html

Java8 中的Optional类详解


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