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Optional 類是 Java 8 新增的一個(gè)類,用以解決程序中常見的NullPointerException 異常問題。本篇文章將詳細(xì)介紹 Optional 類,以及如何用它消除代碼中的 null 檢查。
作為Java開發(fā)人員,幾乎所有人都遇到過NullPointerException異常,大多數(shù)人遇到NullPointerException異常時(shí)都會(huì)在異常出現(xiàn)的地方加上if代碼塊來(lái)判斷值不為空,比如下面的代碼:
public void bindUserToRole(User user) {
if (user != null) {
String roleId = user.getRoleId();
if (roleId != null) {
Role role = roleDao.findOne(roleId);
if (role != null) {
role.setUserId(user.getUserId());
roleDao.save(role);
}
}
}
}
這是比較普遍的做法,為了避免出現(xiàn)NullPointerException異常,手動(dòng)對(duì)可能為null值進(jìn)行了處理,不過代碼看起來(lái)非常糟糕,業(yè)務(wù)邏輯被淹沒在if邏輯判斷中,也許下面的代碼看起來(lái)可讀性稍好一些:
public String bindUserToRole(User user) {
if (user == null) {
return;
}
String roleId = user.getRoleId();
if (roleId == null) {
return;
}
Role = roleDao.findOne(roleId);
if (role != null) {
role.setUserId(user.getUserId());
roleDao.save(role);
}
}
上面的代碼避免了深層的if語(yǔ)句嵌套,但本質(zhì)上是一樣的,方法內(nèi)有三個(gè)不同的返回點(diǎn),出錯(cuò)后調(diào)試也不容易,因?yàn)槟悴恢朗悄莻€(gè)值導(dǎo)致了NullPointerException異常。
基于上面的原因,Java 8中引入了一個(gè)新的類Optional,用以避免使用null值引發(fā)的種種問題。擴(kuò)展:如何更優(yōu)雅的處理空值?
java.util.Optional<T>
類是一個(gè)封裝了Optional值的容器對(duì)象,Optional值可以為null,如果值存在,調(diào)用isPresent()方法返回true,調(diào)用get()方法可以獲取值。
Optional類提供類三個(gè)方法用于實(shí)例化一個(gè)Optional對(duì)象,它們分別為empty()、of()、ofNullable(),這三個(gè)方法都是靜態(tài)方法,可以直接調(diào)用。
empty()方法用于創(chuàng)建一個(gè)沒有值的Optional對(duì)象:
Optional<String> emptyOpt = Optional.empty();
empty()方法創(chuàng)建的對(duì)象沒有值,如果對(duì)emptyOpt變量調(diào)用isPresent()方法會(huì)返回false,調(diào)用get()方法拋出NullPointerException異常。
of()方法使用一個(gè)非空的值創(chuàng)建Optional對(duì)象:
String str = 'Hello World';
Optional<String> notNullOpt = Optional.of(str);
ofNullable()方法接收一個(gè)可以為null的值:
Optional<String> nullableOpt = Optional.ofNullable(str);
如果str的值為null,得到的nullableOpt是一個(gè)沒有值的Optional對(duì)象。
如果我們要獲取User對(duì)象中的roleId屬性值,常見的方式是直接獲?。?/p>
String roleId = null;
if (user != null) {
roleId = user.getRoleId();
}
使用Optional中提供的map()方法可以以更簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn):
Optional<User> userOpt = Optional.ofNullable(user);
Optional<String> roleIdOpt = userOpt.map(User::getRoleId);
Optional類還包含其他方法用于獲取值,這些方法分別為:
下面來(lái)看看這三個(gè)方法的具體用法:
String str = 'Hello World';
Optional<String> strOpt = Optional.of(str);
String orElseResult = strOpt.orElse('Hello Shanghai');
String orElseGet = strOpt.orElseGet(() -> 'Hello Shanghai');
String orElseThrow = strOpt.orElseThrow(
() -> new IllegalArgumentException('Argument 'str' cannot be null or blank.'));
此外,Optional類還提供了一個(gè)ifPresent()方法,該方法接收一個(gè)Consumer<? super T>函數(shù)式接口,一般用于將信息打印到控制臺(tái):
Optional<String> strOpt = Optional.of('Hello World');
strOpt.ifPresent(System.out::println);
filter()方法可用于判斷Optional對(duì)象是否滿足給定條件,一般用于條件過濾:
Optional<String> optional = Optional.of('lw900925@163.com');
optional = optional.filter(str -> str.contains('164'));
在上面的代碼中,如果filter()方法中的Lambda表達(dá)式成立,filter()方法會(huì)返回當(dāng)前Optional對(duì)象值,否則,返回一個(gè)值為空的Optional對(duì)象。Java知音公眾號(hào)內(nèi)回復(fù)“后端面試”,送你一份Java面試題寶典。
通過上面的例子可以看出,Optional類可以優(yōu)雅的避免NullPointerException帶來(lái)的各種問題,不過,你是否真正掌握了Optional的用法?
假設(shè)你試圖使用Optional來(lái)避免可能出現(xiàn)的NullPointerException異常,編寫了如下代碼:
Optional<User> userOpt = Optional.ofNullable(user);
if (userOpt.isPresent()) {
User user = userOpt.get();
// do something...
} else {
// do something...
}
坦白說(shuō),上面的代碼與我們之前的使用if語(yǔ)句判斷空值沒有任何區(qū)別,沒有起到Optional的正真作用:
if (user != null) {
// do something...
} else {
// do something...
}
當(dāng)我們從之前版本切換到Java 8的時(shí)候,不應(yīng)該還按照之前的思維方式處理null值,Java 8提倡函數(shù)式編程,新增的許多API都可以用函數(shù)式編程表示,Optional類也是其中之一。這里有幾條關(guān)于Optional使用的建議:
第一條建議中直接調(diào)用get()方法是很危險(xiǎn)的做法,如果Optional的值為空,那么毫無(wú)疑問會(huì)拋出NullPointerException異常,而為了調(diào)用get()方法而使用isPresent()方法作為空值檢查,這種做法與傳統(tǒng)的用if語(yǔ)句塊做空值檢查沒有任何區(qū)別。
第二條建議避免使用Optional作為實(shí)體類的屬性,它在設(shè)計(jì)的時(shí)候就沒有考慮過用來(lái)作為類的屬性,如果你查看Optional的源代碼,你會(huì)發(fā)現(xiàn)它沒有實(shí)現(xiàn)java.io.Serializable接口,這在某些情況下是很重要的(比如你的項(xiàng)目中使用了某些序列化框架),使用了Optional作為實(shí)體類的屬性,意味著他們不能被序列化。
下面我們通過一些例子講解Optional的正確用法:
上面提到創(chuàng)建Optional對(duì)象有三個(gè)方法,empty()方法比較簡(jiǎn)單,沒什么特別要說(shuō)明的。主要是of()和ofNullable()方法。當(dāng)你很確定一個(gè)對(duì)象不可能為null的時(shí)候,應(yīng)該使用of()方法,否則,盡可能使用ofNullable()方法,比如:
public static void method(Role role) {
// 當(dāng)Optional的值通過常量獲得或者通過關(guān)鍵字new初始化,可以直接使用of()方法
Optional<String> strOpt = Optional.of('Hello World');
Optional<User> userOpt = Optional.of(new User());
// 方法參數(shù)中role值不確定是否為null,使用ofNullable()方法創(chuàng)建
Optional<Role> roleOpt = Optional.ofNullable(role);
}
return str != null ? str : 'Hello World'
上面的代碼表示判斷字符串str是否為空,不為空就返回,否則,返回一個(gè)常量。使用Optional類可以表示為:
return strOpt.orElse('Hello World')
User user = ...
if (user != null) {
String userName = user.getUserName();
if (userName != null) {
return userName.toUpperCase();
} else {
return null;
}
} else {
return null;
}
上面的代碼可以簡(jiǎn)化成:
User user = ...
Optional<User> userOpt = Optional.ofNullable(user);
return userOpt.map(User::getUserName)
.map(String::toUpperCase)
.orElse(null);
總結(jié)一下,新的Optional類讓我們可以以函數(shù)式編程的方式處理null值,拋棄了Java 8之前需要嵌套大量if-else代碼塊,使代碼可讀性有了很大的提高。
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