优雅解决空指针问题——Optional类的使用

前言

空指针是java程序员在工作中遇到的最多的异常之一，对于对象中的某个属性，有时候我们为了避免程序报空指针错误，而不得不使用较多的if、else来进行逻辑判断，但这样的话代码可能就会比较冗余或者说不够优雅。在JDK1.8中，提供了Optional类为我们解决空指针问题提供了一种方式，有需要的同学可以参考一下本篇文章。

先讲一个小例子

假如我们想获取Student类中省份信息，我们需要执行的代码如下：

这种方法存在空指针的隐患，当出现Address为空甚至是Student对象为空的情况，此时我们就不得不通过条件判断语句来避免空指针的产生；

而使用Optonal后解决方式如下：

public class OptionalTest {

    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student("小明",16,null);
        String result = new OptionalTest().OptGetProvince(null);
        System.out.println(result);
    }
    public String OptGetProvince(Student student){
        return Optional.ofNullable(student)
                .map(s -> s.getAddress())
                .map(a -> a.getProvince())
                .orElse("none");
    }
}

可以看到，通过Optional的使用，使得整体的判断变得十分的清爽简洁。
讲讲我对Optional类的理解：我们可以把该类看成是一个容器，我们将对象存储到容器中后，通过调用内置的api，可以较为安全地过滤掉可能存在的空指针问题，避免繁琐的if、else操作。让我们的代码尽可能的简洁

Optional的常见API

(一)构造函数： empty，of，ofNullable

1. empty返回一个空的Optional对象

Optional.empty();

2. of根据传入的值生成`Optional`对象

// 方式2 将非空对象作为属性传入Optional类中
Student s = new Student("小明",16);
 Optional.of(s.getAddress());

3. ofNullable 和of方法一样，根据传入的值生成`optional`对象

// 方式3 将非空对象作为属性传入Optional类中
 Student s = new Student("小明",16);
 Optional.ofNullable(s.getAddress());

我们可以发现，of和ofNullable的作用很相近，实际上，进入Optional类的源代码看的话，可以发现对于ofNullable方法的话是有进行判空的。也就是说，如果使用of方法传入的参数是null，同样会报空指针！！！

（二）值选择方法：`orElse`，`orElseGet`和`orElseThrow`

上述的三个方法相当于是SQL中的NVL函数，若Optional中值为null，则给定一个默认值。

1、orElse

Student s = new Student("小明",16,new Address());
String result = Optional.ofNullable(s.getAddress().getProvince()).orElse("北京");

2、orElseGet

 Student s = new Student("小明",16,new Address());
String result = Optional.ofNullable(s.getAddress().getProvince()).orElseGet(()->"北京");

3、orElseThrow

Student s = new Student("小明",16,new Address());
String s3 = Optional.ofNullable(s.getAddress().getProvince()).orElseThrow(() -> new IllegalArgumentException("缺少参数"));

我们可以发现，对于orElseThrow和orElseGet两个方法，是采用函数式接口的方式来作为参数的。
同时，对于orElse和orElseGet两个方法，作用相近，具体有哪些不同呢？
答案是若Optional对象中的值不为空，则orElseGet不会创建参数中的对象，而orElse无论什么情况都会创建参数对象。

Optional.ofNullable(new Student("小明",16)).orElseGet(()->new Student("小红",17));
上面这条式子，会创建两个student对象

（三）值转换函数：map和flagMap

值转换的意思是对Optional对象中的value值进行转换，对值应用(调用)作为参数的函数，然后将返回的值包装在 Optional中

1、map

Student student = new Student("小明",16,new Address());
String s1 = Optional.ofNullable(student).map(s -> s.getName()).get();

2、flagMap

Student student = new Student("小明",16,new Address());
String s1 = Optional.ofNullable(student).flatMap(s -> s.getName()).get();

两个函数都可以实现值的转换，那么两者的区别在哪呢？答案是二者的入参不同

以上面的flagMap的示例代码为例，我们需要在Student类中重写一下getName方法，使其返回Optional对象

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

（四）判空函数：isPresent和ifPresent

两个函数的用法类似，都可以用作判空，区别在于当不为空时，ifPresent会执行对应的函数。

1. isPresent

Student student = new Student("小明",16,new Address());
boolean b1 = Optional.ofNullable(student.getAddress()).isPresent();
System.out.println(b1);  // true

2. ifPresent

Student student = new Student("小明",16,new Address());
Optional.ofNullable(student.getAddress()).ifPresent(address -> System.out.println(address));

（五）过滤（筛选）函数：filter

该函数的作用是，判断Optional中的值是否满足指定条件，若满足则返回，否则返回一个EMPTY对象。

Student student = new Student("小明",16,new Address());
Student result = Optional.ofNullable(student).filter(s -> s.getName().equals("小红")).orElseGet(() ->new Student("小蓝",10));
System.out.println(result); // Student{address=null, name='小蓝', age=10}

这里会筛选出满足姓名为小红的Student对象，若不满足则新建一个姓名为小蓝的Student对象。

到这里，关于Optional类的常用api已经介绍完毕，相信大家通过这篇文章可以了解该类的作用和使用，要想熟练地进行应用，还需要大家在日常开发中的使用。
下面再总结一些常见的优化场景
优化前

    public String originTest(Student student){
        if(null != student){
            Address address = student.getAddress();
            if(null != address){
                String province = address.getProvince();
                if(null != province){
                    return province;
                }
            }
        }
        return null;
    }

优化后

    public String optimizeTest(Student student) {
        return  Optional.ofNullable(student)
                .map(s -> s.getAddress())
                .map(a -> a.getProvince())
                .orElse("none");
    }

优化前

    public void originTest(Student student){
        if(null != student){
            // dosomething
        }
    }

优化后

Optional.ofNullable(student)
         .ifPresent(s -> doSomeThing);

写在最后

Optional是Java8推出的一个小特性，在一些get语句嵌套比较多的场景，比较适合运用，学习成本也不算高（其源码比较简单），但也需要注意，使用Optonal在简洁化代码的同时，相对来说会损失一定的代码可读性，具体的使用也要开发人员在实际场景中加以权衡后使用。
个人建议的话，哪怕是自己不使用也要尽量掌握，避免出现阅读源码的时候出现障碍。

参考文章：
1、Java中Optional类的使用 https://blog.csdn.net/wwe4023/article/details/80760416
2、JAVA8之妙用Optional解决判断Null为空的问题 http://www.ibloger.net/article/3209.html

posted @ 2021-01-11 16:16 moutory 阅读(88) 评论(0) 编辑收藏举报来源

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