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      看我發(fā)現(xiàn)了什么好東西? Java Optional,絕對值得一學(xué) | 原力計劃

       板橋胡同37號 2020-03-15

      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——程序正在使用一個對象卻發(fā)現(xiàn)這個對象的值為 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

      我們來模擬一個實際的應(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任務(wù),要他從數(shù)據(jù)庫中根據(jù)會員 ID 拉取一個會員的姓名,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,控制臺立馬打印錯誤堆棧給你顏色看看。

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

      Optional 是如何解決這個問題的

      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?,F(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,是因為它明確的告訴我們,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 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,非空時執(zhí)行 action,空時執(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(獲取)默認(rèn)值

      有時候,我們在創(chuàng)建(獲?。?Optional 對象的時候,需要一個默認(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,這兩個方法極其相似,這不免引起我們的懷疑,Java 類庫的設(shè)計者有必要這樣做嗎?

      假設(shè)現(xiàn)在有這樣一個獲取默認(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,因為假如 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}

      這段程序在運行時會拋出異常:

      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,頭腦靈活,又干活積極,很值得培養(yǎng),就又交給了小王一個新的任務(wù):用戶注冊時對密碼的長度進(jìn)行檢查。

      小王拿到任務(wù)后,樂開了花,因為他剛要學(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 新增的一個函數(shù)式接口),也就是說可以將一個 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 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,因為密碼變成了 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)換為一個新的 Optional 對象,原有的 Optional 對象不會更改。

      先來看小王寫的一個簡單的例子:

       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個贊。

      原文鏈接:

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

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