怎么用Optional解决判断Null为空的问题

myhome 阅读:32 2022-11-30 15:25:12 评论:0

    引言

    在文章的开头,先说下NPE问题,NPE问题就是,我们在开发中经常碰到的NullPointerException.假设我们有两个类,他们的UML类图如下图所示

    怎么用Optional解决判断Null为空的问题

    在这种情况下,有如下代码

    user.getAddress().getProvince();

    这种写法,在user为null时,是有可能报NullPointerException异常的。为了解决这个问题,于是采用下面的写法

    if(user!=null){ 
        Address address = user.getAddress(); 
        if(address!=null){ 
            String province = address.getProvince(); 
        } 
    }

    这种写法是比较丑陋的,为了避免上述丑陋的写法,让丑陋的设计变得优雅。JAVA8提供了Optional类来优化这种写法,接下来的正文部分进行详细说明

    API介绍

    先介绍一下API,与其他文章不同的是,本文采取类比的方式来讲,同时结合源码。而不像其他文章一样,一个个API罗列出来,让人找不到重点。

    1、Optional(T value),empty(),of(T value),ofNullable(T value)

    这四个函数之间具有相关性,因此放在一组进行记忆。

    先说明一下,Optional(T value),即构造函数,它是private权限的,不能由外部调用的。其余三个函数是public权限,供我们所调用。那么,Optional的本质,就是内部储存了一个真实的值,在构造的时候,就直接判断其值是否为空。好吧,这么说还是比较抽象。直接上Optional(T value)构造函数的源码,如下图所示

    怎么用Optional解决判断Null为空的问题

    那么,of(T value)的源码如下

    public static <T> Optional<T> of(T value) { 
        return new Optional<>(value); 
    }

    也就是说of(T value)函数内部调用了构造函数。根据构造函数的源码我们可以得出两个结论:

    • 通过of(T value)函数所构造出的Optional对象,当Value值为空时,依然会报NullPointerException。

    • 通过of(T value)函数所构造出的Optional对象,当Value值不为空时,能正常构造Optional对象。

    除此之外呢,Optional类内部还维护一个value为null的对象,大概就是长下面这样的

    public final class Optional<T> { 
        //省略.... 
        private static final Optional<?> EMPTY = new Optional<>(); 
        private Optional() { 
            this.value = null; 
        } 
        //省略... 
        public static<T> Optional<T> empty() { 
            @SuppressWarnings("unchecked") 
            Optional<T> t = (Optional<T>) EMPTY; 
            return t; 
        } 
    }

    那么,empty()的作用就是返回EMPTY对象。

    好了铺垫了这么多,可以说ofNullable(T value)的作用了,上源码

     public static <T> Optional<T> ofNullable(T value) { 
        return value == null ? empty() : of(value); 
    }

    好吧,大家应该都看得懂什么意思了。相比较of(T value)的区别就是,当value值为null时,of(T value)会报NullPointerException异常;ofNullable(T value)不会throw Exception,ofNullable(T value)直接返回一个EMPTY对象。

    那是不是意味着,我们在项目中只用ofNullable函数而不用of函数呢?

    不是的,一个东西存在那么自然有存在的价值。当我们在运行过程中,不想隐藏NullPointerException。而是要立即报告,这种情况下就用Of函数。但是不得不承认,这样的场景真的很少。博主也仅在写junit测试用例中用到过此函数。

    2、orElse(T other),orElseGet(Supplier<? extends T> other)和orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier)

    这三个函数放一组进行记忆,都是在构造函数传入的value值为null时,进行调用的。orElseorElseGet的用法如下所示,相当于value值为null时,给予一个默认值:

    @Test 
    public void test() { 
        User user = null; 
        user = Optional.ofNullable(user).orElse(createUser()); 
        user = Optional.ofNullable(user).orElseGet(() -> createUser()); 
         
    } 
    public User createUser(){ 
        User user = new User(); 
        user.setName("zhangsan"); 
        return user; 
    }

    这两个函数的区别:当user值不为null时,orElse函数依然会执行createUser()方法,而orElseGet函数并不会执行createUser()方法,大家可自行测试。

    至于orElseThrow,就是value值为null时,直接抛一个异常出去,用法如下所示

    User user = null; 
    Optional.ofNullable(user).orElseThrow(()->new Exception("用户不存在"));

    3、map(Function<? super T, ? extends U> mapper)和flatMap(Function<? super T, Optional<U>> mapper)

    这两个函数放在一组记忆,这两个函数做的是转换值的操作。

    直接上源码

     public final class Optional<T> { 
        //省略.... 
         public<U> Optional<U> map(Function<? super T, ? extends U> mapper) { 
            Objects.requireNonNull(mapper); 
            if (!isPresent()) 
                return empty(); 
            else { 
                return Optional.ofNullable(mapper.apply(value)); 
            } 
        } 
        //省略... 
         public<U> Optional<U> flatMap(Function<? super T, Optional<U>> mapper) { 
            Objects.requireNonNull(mapper); 
            if (!isPresent()) 
                return empty(); 
            else { 
                return Objects.requireNonNull(mapper.apply(value)); 
            } 
        } 
    }

    这两个函数,在函数体上没什么区别。唯一区别的就是入参,map函数所接受的入参类型为Function<? super T, ? extends U>,而flapMap的入参类型为Function<? super T, Optional<U>>

    在具体用法上,对于map而言:

    如果User结构是下面这样的

    public class User { 
        private String name; 
        public String getName() { 
            return name; 
        } 
    }

    这时候取name的写法如下所示

    String city = Optional.ofNullable(user).map(u-> u.getName()).get();

    对于flatMap而言:

    如果User结构是下面这样的

    public class User { 
        private String name; 
        public Optional<String> getName() { 
            return Optional.ofNullable(name); 
        } 
    }

    这时候取name的写法如下所示

    String city = Optional.ofNullable(user).flatMap(u-> u.getName()).get();

    4、isPresent()和ifPresent(Consumer<? super T> consumer)

    这两个函数放在一起记忆,isPresent即判断value值是否为空,而ifPresent就是在value值不为空时,做一些操作。这两个函数的源码如下

    public final class Optional<T> { 
        //省略.... 
        public boolean isPresent() { 
            return value != null; 
        } 
        //省略... 
        public void ifPresent(Consumer<? super T> consumer) { 
            if (value != null) 
                consumer.accept(value); 
        } 
    }

    需要额外说明的是,大家千万不要把

    if (user != null){ 
       // TODO: do something 
    }

    给写成

    User user = Optional.ofNullable(user); 
    if (Optional.isPresent()){ 
       // TODO: do something 
    }

    因为这样写,代码结构依然丑陋。博主会在后面给出正确写法

    至于ifPresent(Consumer<? super T> consumer),用法也很简单,如下所示

    Optional.ofNullable(user).ifPresent(u->{ 
        // TODO: do something 
    });

    5、filter(Predicate<? super T> predicate)

    不多说,直接上源码

    public final class Optional<T> { 
        //省略.... 
       Objects.requireNonNull(predicate); 
            if (!isPresent()) 
                return this; 
            else 
                return predicate.test(value) ? this : empty(); 
    }

    filter 方法接受一个 Predicate 来对 Optional 中包含的值进行过滤,如果包含的值满足条件,那么还是返回这个 Optional;否则返回 Optional.empty

    用法如下

    Optional<User> user1 = Optional.ofNullable(user).filter(u -> u.getName().length()<6);

    如上所示,如果user的name的长度是小于6的,则返回。如果是大于6的,则返回一个EMPTY对象。

    实战使用

    例一

    在函数方法中

    以前写法

    public String getCity(User user)  throws Exception{ 
            if(user!=null){ 
                if(user.getAddress()!=null){ 
                    Address address = user.getAddress(); 
                    if(address.getCity()!=null){ 
                        return address.getCity(); 
                    } 
                } 
            } 
            throw new Excpetion("取值错误");  
        }

    JAVA8写法

    public String getCity(User user) throws Exception{ 
        return Optional.ofNullable(user) 
                       .map(u-> u.getAddress()) 
                       .map(a->a.getCity()) 
                       .orElseThrow(()->new Exception("取指错误")); 
    }

    例二

    比如,在主程序中

    以前写法

    if(user!=null){ 
        dosomething(user); 
    }

    JAVA8写法

     Optional.ofNullable(user) 
        .ifPresent(u->{ 
            dosomething(u); 
    });

    例三

    以前写法

    public User getUser(User user) throws Exception{ 
        if(user!=null){ 
            String name = user.getName(); 
            if("zhangsan".equals(name)){ 
                return user; 
            } 
        }else{ 
            user = new User(); 
            user.setName("zhangsan"); 
            return user; 
        } 
    }

    java8写法

    public User getUser(User user) { 
        return Optional.ofNullable(user) 
                       .filter(u->"zhangsan".equals(u.getName())) 
                       .orElseGet(()-> { 
                            User user1 = new User(); 
                            user1.setName("zhangsan"); 
                            return user1; 
                       }); 
    }

    其他的例子,不一一列举了。不过采用这种链式编程,虽然代码优雅了。但是,逻辑性没那么明显,可读性有所降低,大家项目中看情况酌情使用。


    本文参考链接:https://www.yisu.com/zixun/616202.html
    标签:java
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