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想學(xué)習(xí)，永遠(yuǎn)都不晚，尤其是針對 Java 8 里面的好東西，Optional 就是其中之一，該類提供了一種用于表示可選值而非空引用的類級別解決方案。作為一名 Java 程序員，我真的是煩透了 NullPointerException（NPE），盡管和它熟得就像一位老朋友，知道它也是迫不得已——程序正在使用一個(gè)對象卻發(fā)現(xiàn)這個(gè)對象的值為 null，于是 Java 虛擬機(jī)就怒發(fā)沖冠地把它拋了出來當(dāng)做替罪羊。

當(dāng)然了，我們程序員是富有責(zé)任心的，不會坐視不管，于是就有了大量的 null 值檢查。盡管有時(shí)候這種檢查完全沒有必要，但我們已經(jīng)習(xí)慣了例行公事。終于，Java 8 看不下去了，就引入了 Optional，以便我們編寫的代碼不再那么刻薄呆板。

沒有 Optional 會有什么問題

我們來模擬一個(gè)實(shí)際的應(yīng)用場景。小王第一天上班，領(lǐng)導(dǎo)老馬就給他安排了一個(gè)任務(wù)，要他從數(shù)據(jù)庫中根據(jù)會員 ID 拉取一個(gè)會員的姓名，然后將姓名打印到控制臺。雖然是新來的，但這個(gè)任務(wù)難不倒小王，于是他花了 10 分鐘寫下了這段代碼：

 1public class WithoutOptionalDemo {
 2    class Member {
 3        private String name;
 4
 5        public String getName() {
 6            return name;
 7        }
 8
 9        public void setName(String name) {
10            this.name = name;
11        }
12    }
13
14    public static void main(String[] args) {
15        Member mem = getMemberByIdFromDB();
16        if (mem != null) {
17            System.out.println(mem.getName());
18        }
19    }
20
21    public static Member getMemberByIdFromDB() {
22        // 當(dāng)前 ID 的會員不存在
23        return null;
24    }
25}

由于當(dāng)前 ID 的會員不存在，所以 getMemberByIdFromDB() 方法返回了 null 來作為沒有獲取到該會員的結(jié)果，那就意味著在打印會員姓名的時(shí)候要先對 mem 判空，否則就會拋出 NPE 異常，不信？讓小王把 if (mem != null) 去掉試試，控制臺立馬打印錯(cuò)誤堆棧給你顏色看看。

1Exception in thread 'main' java.lang.NullPointerException
2    at com.cmower.dzone.optional.WithoutOptionalDemo.main(WithoutOptionalDemo.java:24)

Optional 是如何解決這個(gè)問題的

小王把代碼提交后，就興高采烈地去找老馬要新的任務(wù)了。本著虛心學(xué)習(xí)的態(tài)度，小王請求老馬看一下自己的代碼，于是老王就告訴他應(yīng)該嘗試一下 Optional，可以避免沒有必要的 null 值檢查。現(xiàn)在，讓我們來看看小王是如何通過 Optional 來解決上述問題的。

 1public class OptionalDemo {
 2    public static void main(String[] args) {
 3        Optional<Member> optional = getMemberByIdFromDB();
 4        optional.ifPresent(mem -> {
 5            System.out.println('會員姓名是：' + mem.getName());
 6        });
 7    }
 8
 9    public static Optional<Member> getMemberByIdFromDB() {
10        boolean hasName = true;
11        if (hasName) {
12            return Optional.of(new Member('沉默王二'));
13        }
14        return Optional.empty();
15    }
16}
17class Member {
18    private String name;
19
20    public String getName() {
21        return name;
22    }
23
24    // getter / setter
25}

getMemberByIdFromDB() 方法返回了 Optional<Member> 作為結(jié)果，這樣就表明 Member 可能存在，也可能不存在，這時(shí)候就可以在 Optional 的 ifPresent() 方法中使用 Lambda 表達(dá)式來直接打印結(jié)果。

Optional 之所以可以解決 NPE 的問題，是因?yàn)樗鞔_的告訴我們，不需要對它進(jìn)行判空。它就好像十字路口的路標(biāo)，明確地告訴你該往哪走。

創(chuàng)建 Optional 對象

1）可以使用靜態(tài)方法 empty() 創(chuàng)建一個(gè)空的 Optional 對象

1Optional<String> empty = Optional.empty();
2System.out.println(empty); // 輸出：Optional.empty

2）可以使用靜態(tài)方法 of() 創(chuàng)建一個(gè)非空的 Optional 對象

1Optional<String> opt = Optional.of('沉默王二');
2System.out.println(opt); // 輸出：Optional[沉默王二]

當(dāng)然了，傳遞給 of() 方法的參數(shù)必須是非空的，也就是說不能為 null，否則仍然會拋出 NullPointerException。

1String name = null;
2Optional<String> optnull = Optional.of(name);

3）可以使用靜態(tài)方法 ofNullable() 創(chuàng)建一個(gè)即可空又可非空的 Optional 對象

1String name = null;
2Optional<String> optOrNull = Optional.ofNullable(name);
3System.out.println(optOrNull); // 輸出：Optional.empty

ofNullable() 方法內(nèi)部有一個(gè)三元表達(dá)式，如果為參數(shù)為 null，則返回私有常量 EMPTY；否則使用 new 關(guān)鍵字創(chuàng)建了一個(gè)新的 Optional 對象——不會再拋出 NPE 異常了。

判斷值是否存在

可以通過方法 isPresent() 判斷一個(gè) Optional 對象是否存在，如果存在，該方法返回 true，否則返回 false——取代了 obj != null 的判斷。

1Optional<String> opt = Optional.of('沉默王二');
2System.out.println(opt.isPresent()); // 輸出：true
3
4Optional<String> optOrNull = Optional.ofNullable(null);
5System.out.println(opt.isPresent()); // 輸出：false

Java 11 后還可以通過方法 isEmpty() 判斷與 isPresent() 相反的結(jié)果。

1Optional<String> opt = Optional.of('沉默王二');
2System.out.println(opt.isPresent()); // 輸出：false
3
4Optional<String> optOrNull = Optional.ofNullable(null);
5System.out.println(opt.isPresent()); // 輸出：true

非空表達(dá)式

Optional 類有一個(gè)非?，F(xiàn)代化的方法——ifPresent()，允許我們使用函數(shù)式編程的方式執(zhí)行一些代碼，因此，我把它稱為非空表達(dá)式。如果沒有該方法的話，我們通常需要先通過 isPresent() 方法對 Optional 對象進(jìn)行判空后再執(zhí)行相應(yīng)的代碼：

1Optional<String> optOrNull = Optional.ofNullable(null);
2if (optOrNull.isPresent()) {
3    System.out.println(optOrNull.get().length());
4}

有了 ifPresent() 之后，情況就完全不同了，可以直接將 Lambda 表達(dá)式傳遞給該方法，代碼更加簡潔，更加直觀。

1Optional<String> opt = Optional.of('沉默王二');
2opt.ifPresent(str -> System.out.println(str.length()));

Java 9 后還可以通過方法 ifPresentOrElse(action, emptyAction) 執(zhí)行兩種結(jié)果，非空時(shí)執(zhí)行 action，空時(shí)執(zhí)行 emptyAction。

1Optional<String> opt = Optional.of('沉默王二');
2opt.ifPresentOrElse(str -> System.out.println(str.length()), () -> System.out.println('為空'));

設(shè)置（獲?。┠J(rèn)值

有時(shí)候，我們在創(chuàng)建（獲?。?Optional 對象的時(shí)候，需要一個(gè)默認(rèn)值，orElse() 和 orElseGet() 方法就派上用場了。

orElse() 方法用于返回包裹在 Optional 對象中的值，如果該值不為 null，則返回；否則返回默認(rèn)值。該方法的參數(shù)類型和值得類型一致。

1String nullName = null;
2String name = Optional.ofNullable(nullName).orElse('沉默王二');
3System.out.println(name); // 輸出：沉默王二

orElseGet() 方法與 orElse() 方法類似，但參數(shù)類型不同。如果 Optional 對象中的值為 null，則執(zhí)行參數(shù)中的函數(shù)。

1String nullName = null;
2String name = Optional.ofNullable(nullName).orElseGet(()->'沉默王二');
3System.out.println(name); // 輸出：沉默王二

從輸出結(jié)果以及代碼的形式上來看，這兩個(gè)方法極其相似，這不免引起我們的懷疑，Java 類庫的設(shè)計(jì)者有必要這樣做嗎？

假設(shè)現(xiàn)在有這樣一個(gè)獲取默認(rèn)值的方法，很傳統(tǒng)的方式。

1public static String getDefaultValue() {
2    System.out.println('getDefaultValue');
3    return '沉默王二';
4}

然后，通過 orElse() 方法和 orElseGet() 方法分別調(diào)用 getDefaultValue() 方法返回默認(rèn)值。

1public static void main(String[] args) {
2    String name = null;
3    System.out.println('orElse');
4    String name2 = Optional.ofNullable(name).orElse(getDefaultValue());
5
6    System.out.println('orElseGet');
7    String name3 = Optional.ofNullable(name).orElseGet(OrElseOptionalDemo::getDefaultValue);
8}

注：類名 :: 方法名是 Java 8 引入的語法，方法名后面是沒有 () 的，表明該方法并不一定會被調(diào)用。

輸出結(jié)果如下所示：

1orElse
2getDefaultValue
3
4orElseGet
5getDefaultValue

輸出結(jié)果是相似的，沒什么太大的不同，這是在 Optional 對象的值為 null 的情況下。假如 Optional 對象的值不為 null 呢？

1public static void main(String[] args) {
2    String name = '沉默王三';
3    System.out.println('orElse');
4    String name2 = Optional.ofNullable(name).orElse(getDefaultValue());
5
6    System.out.println('orElseGet');
7    String name3 = Optional.ofNullable(name).orElseGet(OrElseOptionalDemo::getDefaultValue);
8}

輸出結(jié)果如下所示：

1orElse
2getDefaultValue
3orElseGet

咦，orElseGet() 沒有去調(diào)用 getDefaultValue()。哪個(gè)方法的性能更佳，你明白了吧？

獲取值

直觀從語義上來看，get() 方法才是最正宗的獲取 Optional 對象值的方法，但很遺憾，該方法是有缺陷的，因?yàn)榧偃?Optional 對象的值為 null，該方法會拋出 NoSuchElementException 異常。這完全與我們使用 Optional 類的初衷相悖。

1public class GetOptionalDemo {
2    public static void main(String[] args) {
3        String name = null;
4        Optional<String> optOrNull = Optional.ofNullable(name);
5        System.out.println(optOrNull.get());
6    }
7}

這段程序在運(yùn)行時(shí)會拋出異常：

1Exception in thread 'main' java.util.NoSuchElementException: No value present
2    at java.base/java.util.Optional.get(Optional.java:141)
3    at com.cmower.dzone.optional.GetOptionalDemo.main(GetOptionalDemo.java:9)

盡管拋出的異常是 NoSuchElementException 而不是 NPE，但在我們看來，顯然是在“五十步笑百步”。建議 orElseGet() 方法獲取 Optional 對象的值。

過濾值

小王通過 Optional 類對之前的代碼進(jìn)行了升級，完成后又興高采烈地跑去找老馬要任務(wù)了。老馬覺得這小伙子不錯(cuò)，頭腦靈活，又干活積極，很值得培養(yǎng)，就又交給了小王一個(gè)新的任務(wù)：用戶注冊時(shí)對密碼的長度進(jìn)行檢查。

小王拿到任務(wù)后，樂開了花，因?yàn)樗麆傄獙W(xué)習(xí) Optional 類的 filter() 方法，這就派上了用場。

1public class FilterOptionalDemo {
2    public static void main(String[] args) {
3        String password = '12345';
4        Optional<String> opt = Optional.ofNullable(password);
5        System.out.println(opt.filter(pwd -> pwd.length() > 6).isPresent());
6    }
7}

filter() 方法的參數(shù)類型為 Predicate（Java 8 新增的一個(gè)函數(shù)式接口），也就是說可以將一個(gè) Lambda 表達(dá)式傳遞給該方法作為條件，如果表達(dá)式的結(jié)果為 false，則返回一個(gè) EMPTY 的 Optional 對象，否則返回過濾后的 Optional 對象。

在上例中，由于 password 的長度為 5 ，所以程序輸出的結(jié)果為 false。假設(shè)密碼的長度要求在 6 到 10 位之間，那么還可以再追加一個(gè)條件。來看小王增加難度后的代碼。

1Predicate<String> len6 = pwd -> pwd.length() > 6;
2Predicate<String> len10 = pwd -> pwd.length() < 10;
3
4password = '1234567';
5opt = Optional.ofNullable(password);
6boolean result = opt.filter(len6.and(len10)).isPresent();
7System.out.println(result);

這次程序輸出的結(jié)果為 true，因?yàn)槊艽a變成了 7 位，在 6 到 10 位之間。想象一下，假如小王使用 if-else 來完成這個(gè)任務(wù)，代碼該有多冗長。

轉(zhuǎn)換值

小王檢查完了密碼的長度，仍然覺得不夠盡興，覺得要對密碼的強(qiáng)度也進(jìn)行檢查，比如說密碼不能是“password”，這樣的密碼太弱了。于是他又開始研究起了 map() 方法，該方法可以按照一定的規(guī)則將原有 Optional 對象轉(zhuǎn)換為一個(gè)新的 Optional 對象，原有的 Optional 對象不會更改。

先來看小王寫的一個(gè)簡單的例子：

 1public class OptionalMapDemo {
 2    public static void main(String[] args) {
 3        String name = '沉默王二';
 4        Optional<String> nameOptional = Optional.of(name);
 5        Optional<Integer> intOpt = nameOptional
 6                .map(String::length);
 7
 8        System.out.println( intOpt.orElse(0));
 9    }
10}

在上面這個(gè)例子中，map() 方法的參數(shù) String::length，意味著要將原有的字符串類型的 Optional 按照字符串長度重新生成一個(gè)新的 Optional 對象，類型為 Integer。

搞清楚了 map() 方法的基本用法后，小王決定把 map() 方法與 filter() 方法結(jié)合起來用，前者用于將密碼轉(zhuǎn)化為小寫，后者用于判斷長度以及是否是“password”。

 1public class OptionalMapFilterDemo {
 2    public static void main(String[] args) {
 3        String password = 'password';
 4        Optional<String>  opt = Optional.ofNullable(password);
 5
 6        Predicate<String> len6 = pwd -> pwd.length() > 6;
 7        Predicate<String> len10 = pwd -> pwd.length() < 10;
 8        Predicate<String> eq = pwd -> pwd.equals('password');
 9
10        boolean result = opt.map(String::toLowerCase).filter(len6.and(len10 ).and(eq)).isPresent();
11        System.out.println(result);
12    }
13}

好了，我親愛的讀者朋友，以上就是本文的全部內(nèi)容了——可以說是史上最佳 Optional 指南了，能看到這里的都是最優(yōu)秀的程序員，二哥必須要伸出大拇指為你點(diǎn)個(gè)贊。

原文鏈接：

https://blog.csdn.net/qing_gee/article/details/104767082

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