Optional：判空新姿势

1、NPE 问题

NPE（Null Pointer Exception）：空指针异常。

示例：对象 User 引用对象 Info

1. 错误写法：无法保证非空，可能导致 NPE。

   String infoId = user.getInfo().getId();
   

2. 正确写法：进行 if 判断，但代码臃肿。

   if (user != null) {
       Info info = user.getInfo();
       if (info != null) {
           String InfoId = info.getId();
       }
   }
   

2、Optional API

Optional：一个存储 value 的容器（package java.util）

value 代表真实值（可能空/非空），一旦设置无法修改。

2.1、成员变量

final 修饰

• EMPTY：代表空对象实例。

• value：代表 Optional 中的真实值。

  private static final Optional<?> EMPTY = new Optional<>();
  
  private final T value;
  

2.2、创建 Optional

2.2.1、构造方法

private 权限，无法直接访问。

• Optional()：创建空值实例。

• Optional(T value)：创建非空值实例（空则 NPE）。

  private Optional() {
      this.value = null;
  }
  
  private Optional(T value) {
      this.value = Objects.requireNonNull(value);
  }
  
  // 相关代码：空值则抛 NPE
  public static <T> T requireNonNull(T obj) {
      if (obj == null)
          throw new NullPointerException();
      return obj;
  }
  

2.2.2、创建方法

public 权限，提供对构造器的访问。

• of(T value)：value 必须非空，否则 NPE。

• ofNullable(T value)：允许 value 为空。

• empty()：返回 EMPTY 实例。

  public static <T> Optional<T> of(T value) {
      return new Optional<>(value);
  }
  
  public static <T> Optional<T> ofNullable(T value) {
      return value == null ? empty() : of(value);
  }
  
  public static<T> Optional<T> empty() {
      @SuppressWarnings("unchecked")
      Optional<T> t = (Optional<T>) EMPTY;
      return t;
  }
  

2.3、取值

2.3.1、纯取值

get()：若 value 空则抛异常。

public T get() {
    if (value == null) {
        throw new NoSuchElementException("No value present");
    }
    return value;
}

2.3.2、默认值

若 value 空则给定默认值。

类似 map.getOrDefault(key, defaultVal)

• orElse(T other)：给定 value 类型值。

• orElseGet(Supplier)：给定 Supplier 的输出结果。

  public T orElse(T other) {
      return value != null ? value : other;
  }
  
  public T orElseGet(Supplier<? extends T> supplier) {
      return value != null ? value : supplier.get();
  }
  

2.3.3、异常

• orElseThrow()：同 get()，抛 NoSuchElementException 类型。

• orElseThrow(Supplier)：指定异常类型。

  public T orElseThrow() {
      if (value == null) {
          throw new NoSuchElementException("No value present");
      }
      return value;
  }
  
  public <X extends Throwable> T orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier) throws X {
      if (value != null) {
          return value;
      } else {
          throw exceptionSupplier.get();
      }
  }
  

case

• 示例：

  User user = ?;
  Optional<User> u = Optional.ofNullable(user);
  

• 执行不同方法：

  	User 非空	User 空
  u.get()	返回 user 实例	抛 NoSuchElementException 类型
  u.orElse(createUser())	同上	返回 createUser() 方法结果
  u.orElseGet(() -> createUser())	同上	返回 Supplier 执行结果，即 createUser() 方法
  u.orElseThrow()	同上	抛 NoSuchElementException 类型
  u.orElseThrow(() -> new RuntimeException("用户不存在"))	同上	抛指定异常类型

2.4、流式编程

2.4.1、流

stream()：

public Stream<T> stream() {
    if (!isPresent()) {
        return Stream.empty();
    } else {
        return Stream.of(value);
    }
}

2.4.2、映射

xxxMap(Function)：将当前 Optional 实例转换成另一个 Optional。

流程：先校验 Function 非空，再根据 value 不同情况进行操作。

• 空：返回 EMPTY 实例。
• 非空：返回 Function 的执行结果。

相关 API

• map(Function)：允许 Function 结果为空。

• flatMap(Function)：不允许 Function 结果为空。

  public <U> Optional<U> map(Function<? super T, ? extends U> mapper) {
      Objects.requireNonNull(mapper);
      if (!isPresent()) {
          return empty();
      } else {
          // 允许空
          return Optional.ofNullable(mapper.apply(value));
      }
  }
  
  public <U> Optional<U> flatMap(Function<? super T, ? extends Optional<? extends U>> mapper) {
      Objects.requireNonNull(mapper);
      if (!isPresent()) {
          return empty();
      } else {
          // 不允许空
          @SuppressWarnings("unchecked")
          Optional<U> r = (Optional<U>) mapper.apply(value);
          return Objects.requireNonNull(r);
      }
  }
  

2.4.3、过滤

filter(Predicate)：检验当前 Optional 是否满足条件，是则保留，否则过滤。

流程：先校验 Predicate 非空，再根据 value 不同情况进行操作。

• 空：返回 Optional 半身。
• 非空：执行 Predicate，当前 Optional 满足条件则返回，否则返回 EMPTY 实例。

API

public Optional<T> filter(Predicate<? super T> predicate) {
    Objects.requireNonNull(predicate);
    if (!isPresent()) {
        return this;
    } else {
        return predicate.test(value) ? this : empty();
    }
}

示例

// 参数表示年龄
User user1 = new User(17);
User user2 = new User(19);

Optional<User> u1 = Optional.of(user1);
Optional<User> u2 = Optional.of(user2);

// 返回 u1
Optional<User> res1 = u1.filter(u -> u.getAge() < 18);
// 返回 EMPTY
Optional<User> res2 = u2.filter(u -> u.getAge() < 18);

2.5、判空

• 判空：isPresent()，isEmpty()

  public boolean isPresent() {
      return value != null;
  }
  
  public boolean isEmpty() {
      return value == null;
  }
  

• 判断并操作：

  • ifPresent(Consumer)：判断 value 非空时执行 Consumer 动作。

  • ifPresentOrElse(Consumer)：value 非空时同上，value 空时执行 Runnable 方法。

    public void ifPresent(Consumer<? super T> action) {
        if (value != null) {
            action.accept(value);
        }
    }
    
    public void ifPresentOrElse(Consumer<? super T> action, Runnable emptyAction) {
        if (value != null) {
            action.accept(value);
        } else {
            emptyAction.run();
        }
    }