Optional 是个好东西,你会用么?| 原力计划

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作者 | BoCong-Den

责编 | 夕颜

封图 | CSDN下载自东方IC

出品 | CSDN(ID:CSDNnews)

写在前面

从 Java 8 引入的一个很有趣的特性是 Optional 类。Optional 类主要解决的问题是臭名昭著的空指针异常(NullPointerException)这个异常就不多说了,肯定是每个 Java 程序员都非常了解的异常。Optional 的完整路径是 java.util.Optional,使用它是为了避免代码中的 if (obj != null) { } 这样范式的代码,可以采用链式编程的风格。而且通过 Optional 中提供的 filter 方法可以判断对象是否符合条件,在符合条件的情况下才会返回,map 方法可以在返回对象前修改对象中的属性。

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Optional 的用处

本质上,Optional是一个包含有可选值的包装类,这意味着 Optional 类既可以含有对象也可以为空。我们要知道,Optional 是 Java 实现函数式编程的强劲一步,并且帮助在范式中实现。但是 Optional 的意义显然不止于此。我们知道,任何访问对象方法或属性的调用都可能导致 NullPointerException,在这里,我举个简单的例子来说明一下

1String result = test.getName().getTime().getNum().getAnswer();

在上面的这个代码中,如果我们需要确保不触发异常,就得在访问每一个值之前对其进行明确地检查,就是使用if else对test等值进行判断是否为null,这很容易就变得冗长,难以维护。为了简化这个过程,Google公司著名的Guava项目引入了Optional类,Guava通过使用检查空值的方式来防止代码污染,并鼓励程序员写更干净的代码。Optional实际上是个容器:它可以保存类型T的值,或者仅仅保存null。Optional提供很多有用的方法,这样我们就不用显式进行空值检测。

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Optional 的构造函数

Optional 的三种构造方式:Optional.of(obj), Optional.ofNullable(obj) 和明确的 Optional.empty()

  • Optional.of(obj):它要求传入的 obj 不能是 null 值的, 否则直接报NullPointerException 异常。

  • Optional.ofNullable(obj):它以一种智能的,宽容的方式来构造一个 Optional 实例。来者不拒,传 null 进到就得到 Optional.empty(),非 null 就调用 Optional.of(obj).

  • Optional.empty():返回一个空的 Optional 对象

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Optional 的常用函数

  • of:为非null的值创建一个Optional。of方法通过工厂方法创建Optional类。需要注意的是,创建对象时传入的参数不能为null。如果传入参数为null,则抛出NullPointerException。因此不经常用。

  • ofNullable:为指定的值创建一个Optional,如果指定的值为null,则返回一个空的Optional。

  • isPresent:如果值存在返回true,否则返回false。

  • ifPresent:如果Optional实例有值则为其调用consumer,否则不做处理

  • get:如果Optional有值则将其返回,否则抛出NoSuchElementException。因此也不经常用。

  • orElse:如果有值则将其返回,否则返回指定的其它值。

  • orElseGet:orElseGet与orElse方法类似,区别在于得到的默认值。orElse方法将传入的字符串作为默认值,orElseGet方法可以接受Supplier接口的实现用来生成默认值

  • orElseThrow:如果有值则将其返回,否则抛出supplier接口创建的异常。

  • filter:如果有值并且满足断言条件返回包含该值的Optional,否则返回空Optional。

  • map:如果有值,则对其执行调用mapping函数得到返回值。如果返回值不为null,则创建包含mapping返回值的Optional作为map方法返回值,否则返回空Optional。

  • flatMap:如果有值,为其执行mapping函数返回Optional类型返回值,否则返回空Optional。

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Optional 应该怎样用

在使用 Optional 的时候需要考虑一些事情,以决定什么时候怎样使用它。重要的一点是 Optional 不是 Serializable。因此,它不应该用作类的字段。如果你需要序列化的对象包含 Optional 值,Jackson 库支持把 Optional 当作普通对象。也就是说,Jackson 会把空对象看作 null,而有值的对象则把其值看作对应域的值。这个功能在 jackson-modules-java8 项目中。Optional 主要用作返回类型,在获取到这个类型的实例后,如果它有值,你可以取得这个值,否则可以进行一些替代行为。Optional 类可以将其与流或其它返回 Optional 的方法结合,以构建流畅的API。我们来看一个示例,我们不使用Optional写代码是这样的:

1public String getName(User user){
2    if(user == null){
3        return "Unknown";
4    }else return user.name();
5}

接着我们来改造一下上面的代码,使用Optional来改造,我们先来举一个Optional滥用,没有达到流畅的链式API,反而复杂的例子,如下:

1public String getName(User user){
2    Optional<User> u = Optional.ofNullable(user);
3    if(!u.isPresent()){
4        return "Unknown";
5    }else return u.get().name();
6}

这样改写非但不简洁,而且其操作还是和第一段代码一样。无非就是用isPresent方法来替代原先user==null。这样的改写并不是Optional正确的用法,我们再来改写一次。

1public String getName(User user){
2    return Optional.ofNullable(user)
3                            .map(u -> u.name)
4                            .orElse("Unknown");
5}

这样才是正确使用Optional的姿势。那么按照这种思路,我们可以安心的进行链式调用,而不是一层层判断了。当然,我们还可以通过getter方式,对代码进行进一步缩减(前提是User要有getter方法哦),如下

1String result = Optional.ofNullable(user)
2    .flatMap(User::getAddress)
3    .flatMap(Address::getCountry)
4    .map(Country::getIsocode)
5    .orElse("default");

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Optional 最佳实践

首先我们先上一张图,来简述一下Optional的使用时机:

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  • 避免使用Optional.isPresent()来检查实例是否存在(上面的举例中提到过),因为这种方式和null != obj没有区别,这样用就没什么意义了。

  • 避免使用Optional.get()方式来获取实例对象,因为使用前需要使用Optional.isPresent()来检查实例是否存在,否则会出现NoSuchElementException异常问题。所以使用orElse(),orElseGet(),orElseThrow()获得你的结果

这里要说明一下的是orElse(…)是急切计算,意味着类似下面代码:

1Optional<Dog> optionalDog = fetchOptionalDog();
2optionalDog
3 .map(this::printUserAndReturnUser)
4 .orElse(this::printVoidAndReturnUser)

如果值存在则将执行两个方法,如果值不存在,则仅执行最后一个方法。为了处理这些情况,我们可以使用方法orElseGet(),它将supplier 作为参数,并且是惰性计算的。

  • 避免使用Optional作为类或者实例的属性,而应该在返回值中用来包装返回实例对象。

  • 避免使用Optional作为方法的参数,原因同3。

  • 不要将null赋给Optional

  • 只有每当结果不确定时,使用Optional作为返回类型,从某种意义上讲,这是使用Optional的唯一好地方,用java官方的话讲就是: 我们的目的是为库方法的返回类型提供一种有限的机制,其中需要一种明确的方式来表示“无结果”,并且对于这样的方法使用null 绝对可能导致错误。

  • 不要害怕使用map和filter,有一些值得遵循的一般开发实践称为SLA-p:Single Layer of Abstraction字母的第一个大写。下面是需要被重构代码到重构的代码

示例一

 1Dog dog = fetchSomeVaraible();
 2String dogString = dogToString(dog);
 3public String dogToString(Dog dog){
 4 if(dog == null){
 5   return "DOG'd name is : " + dog.getName();
 6 } else { 
 7   return "CAT";
 8 }
 9}
10//上面代码重构到下面代码
11Optional<Dog> dog = fetchDogIfExists();
12String dogsName = dog
13 .map(this::convertToDog)
14 .orElseGet(this::convertToCat)
15
16public void convertToDog(Dog dog){
17   return "DOG'd name is : " + dog.getName();
18}
19
20public void convertToCat(){
21   return "CAT";
22}

示例二

1Dog dog = fetchDog();
2if(optionalDog != null && optionalDog.isBigDog()){
3  doBlaBlaBla(optionalDog);
4}
5//上面代码重构到下面代码
6Optional<Dog> optionalDog = fetchOptionalDog();
7optionalDog
8 .filter(Dog::isBigDog)
9 .ifPresent(this::doBlaBlaBla)
  • 不要为了链方法而使用optional。使用optional 时要注意的一件事是链式方法的诱惑。当我们像构建器模式一样链接方法时,事情可能看起来很漂亮。但并不总是等于更具可读性。所以不要这样做,它对性能不利,对可读性也不好。我们应尽可能避免使用null引用。

1Dog dog = fetchDog();
2if(optionalDog != null && optionalDog.isBigDog()){
3  doBlaBlaBla(optionalDog);
4}
5//上面代码重构到下面代码
6Optional<Dog> optionalDog = fetchOptionalDog();
7optionalDog
8 .filter(Dog::isBigDog)
9 .ifPresent(this::doBlaBlaBla)
  • 使所有表达式成为单行lambda。这是更普遍的规则,我认为也应该应用于流。但这篇文章是关于optional 。使用Optional 重要点是记住等式左边和右边一样重要,这里举个例子

 1Optional
 2 .ofNullable(someVariable)
 3 .map(variable -> {
 4   try{
 5      return someREpozitory.findById(variable.getIdOfOtherObject());
 6   } catch (IOException e){
 7     LOGGER.error(e); 
 8     throw new RuntimeException(e); 
 9   }})
10 .filter(variable -> { 
11   if(variable.getSomeField1() != null){
12     return true;
13   } else if(variable.getSomeField2() != null){
14     return false;   
15   } else { 
16     return true;
17   }
18  })
19 .map((variable -> {
20   try{
21      return jsonMapper.toJson(variable);
22   } catch (IOException e){
23     LOGGER.error(e); 
24     throw new RuntimeException(e); 
25   }}))
26 .map(String::trim)
27 .orElseThrow(() -> new RuntimeException("something went horribly wrong."))

上面那么冗长代码块可以使用方法替代:

1Optional
2 .ofNullable(someVariable)
3 .map(this::findOtherObject)
4 .filter(this::isThisOtherObjectStale)
5 .map(this::convertToJson)
6 .map(String::trim)
7 .orElseThrow(() -> new RuntimeException("something went horribly wrong."));

原文链接:

https://blog.csdn.net/DBC_121/article/details/104984093

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原文 

http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5MjAwODM4MA==&mid=2650741957&idx=3&sn=00dab70d1865575d86a52cca20574932

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