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這篇文章主要為大家展示了“JAVA中OPTIONAL的使用方法”,內(nèi)容簡(jiǎn)而易懂,條理清晰,希望能夠幫助大家解決疑惑,下面讓小編帶領(lǐng)大家一起研究并學(xué)習(xí)一下“JAVA中OPTIONAL的使用方法”這篇文章吧。
本質(zhì)上,這是一個(gè)包含有可選值的包裝類,這意味著 Optional 類既可以含有對(duì)象也可以為空。
Optional 是 Java 實(shí)現(xiàn)函數(shù)式編程的強(qiáng)勁一步,并且?guī)椭诜妒街袑?shí)現(xiàn)。但是 Optional 的意義顯然不止于此。
我們從一個(gè)簡(jiǎn)單的用例開始。在 Java 8 之前,任何訪問(wèn)對(duì)象方法或?qū)傩缘恼{(diào)用都可能導(dǎo)致NullPointerException:
String isocode = user.getAddress().getCountry().getIsocode().toUpperCase();
在這個(gè)小示例中,如果我們需要確保不觸發(fā)異常,就得在訪問(wèn)每一個(gè)值之前對(duì)其進(jìn)行明確地檢查:
if (user != null) { Address address = user.getAddress(); if (address != null) { Country country = address.getCountry(); if (country != null) { String isocode = country.getIsocode(); if (isocode != null) { isocode = isocode.toUpperCase(); } } } }
你看到了,這很容易就變得冗長(zhǎng),難以維護(hù)。
為了簡(jiǎn)化這個(gè)過(guò)程,我們來(lái)看看用Optional 類是怎么做的。從創(chuàng)建和驗(yàn)證實(shí)例,到使用其不同的方法,并與其它返回相同類型的方法相結(jié)合,下面是見(jiàn)證Optional 奇跡的時(shí)刻。
重申一下,這個(gè)類型的對(duì)象可能包含值,也可能為空。你可以使用同名方法創(chuàng)建一個(gè)空的 Optional。
@Test(expected = NoSuchElementException.class) public void whenCreateEmptyOptional_thenNull() { Optional<User> emptyOpt = Optional.empty(); emptyOpt.get(); }
毫不奇怪,嘗試訪問(wèn)emptyOpt變量的值會(huì)導(dǎo)致NoSuchElementException。
你可以使用of()和 ofNullable() 方法創(chuàng)建包含值的Optional。兩個(gè)方法的不同之處在于如果你把null值作為參數(shù)傳遞進(jìn)去,of()方法會(huì)拋出NullPointerException:
@Test(expected = NullPointerException.class) public void whenCreateOfEmptyOptional_thenNullPointerException() { Optional<User> opt = Optional.of(user); }
你看,我們并沒(méi)有完全擺脫NullPointerException。因此,你應(yīng)該明確對(duì)象不為null 的時(shí)候使用of()。
如果對(duì)象即可能是null也可能是非 null,你就應(yīng)該使用ofNullable()方法:
Optional<User> opt = Optional.ofNullable(user);
從Optional實(shí)例中取回實(shí)際值對(duì)象的方法之一是使用get()方法:
@Test public void whenCreateOfNullableOptional_thenOk() { String name = "John"; Optional<String> opt = Optional.ofNullable(name); assertEquals("John", opt.get()); }
不過(guò),你看到了,這個(gè)方法會(huì)在值為null的時(shí)候拋出異常。要避免異常,你可以選擇首先驗(yàn)證是否有值:
@Test public void whenCheckIfPresent_thenOk() { User user = new User("john@gmail.com", "1234"); Optional<User> opt = Optional.ofNullable(user); assertTrue(opt.isPresent()); assertEquals(user.getEmail(), opt.get().getEmail()); }
檢查是否有值的另一個(gè)選擇是ifPresent()方法。該方法除了執(zhí)行檢查,還接受一個(gè)Consumer(消費(fèi)者) 參數(shù),如果對(duì)象不是空的,就對(duì)執(zhí)行傳入的 Lambda 表達(dá)式:
opt.ifPresent( u -> assertEquals(user.getEmail(), u.getEmail()));
這個(gè)例子中,只有 user 用戶不為 null 的時(shí)候才會(huì)執(zhí)行斷言。
接下來(lái),我們來(lái)看看提供空值的方法。
Optional類提供了 API 用以返回對(duì)象值,或者在對(duì)象為空的時(shí)候返回默認(rèn)值。
這里你可以使用的第一個(gè)方法是orElse(),它的工作方式非常直接,如果有值則返回該值,否則返回傳遞給它的參數(shù)值:
@Test public void whenEmptyValue_thenReturnDefault() { User user = null; User user2 = new User("anna@gmail.com", "1234"); User result = Optional.ofNullable(user).orElse(user2); assertEquals(user2.getEmail(), result.getEmail()); }
這里user對(duì)象是空的,所以返回了作為默認(rèn)值的user2。
如果對(duì)象的初始值不是 null,那么默認(rèn)值會(huì)被忽略:
@Test public void whenValueNotNull_thenIgnoreDefault() { User user = new User("john@gmail.com","1234"); User user2 = new User("anna@gmail.com", "1234"); User result = Optional.ofNullable(user).orElse(user2); assertEquals("john@gmail.com", result.getEmail()); }
第二個(gè)同類型的API 是orElseGet()—— 其行為略有不同。這個(gè)方法會(huì)在有值的時(shí)候返回值,如果沒(méi)有值,它會(huì)執(zhí)行作為參數(shù)傳入的Supplier(供應(yīng)者)函數(shù)式接口,并將返回其執(zhí)行結(jié)果:
User result = Optional.ofNullable(user).orElseGet( () -> user2);
乍一看,這兩種方法似乎起著同樣的作用。然而事實(shí)并非如此。我們創(chuàng)建一些示例來(lái)突出二者行為上的異同。
我們先來(lái)看看對(duì)象為空時(shí)他們的行為:
@Test public void givenEmptyValue_whenCompare_thenOk() { User user = null logger.debug("Using orElse"); User result = Optional.ofNullable(user).orElse(createNewUser()); logger.debug("Using orElseGet"); User result2 = Optional.ofNullable(user).orElseGet(() -> createNewUser()); } private User createNewUser() { logger.debug("Creating New User"); return new User("extra@gmail.com", "1234"); }
上面的代碼中,兩種方法都調(diào)用了createNewUser()方法,這個(gè)方法會(huì)記錄一個(gè)消息并返回User對(duì)象。
代碼輸出如下:
Using orElse
Creating New User
Using orElseGet
Creating New User
由此可見(jiàn),當(dāng)對(duì)象為空而返回默認(rèn)對(duì)象時(shí),行為并無(wú)差異。
我們接下來(lái)看一個(gè)類似的示例,但這里Optional 不為空:
@Test public void givenPresentValue_whenCompare_thenOk() { User user = new User("john@gmail.com", "1234"); logger.info("Using orElse"); User result = Optional.ofNullable(user).orElse(createNewUser()); logger.info("Using orElseGet"); User result2 = Optional.ofNullable(user).orElseGet(() -> createNewUser()); }
這次的輸出:
Using orElse
Creating New User
Using orElseGet
這個(gè)示例中,兩個(gè)Optional 對(duì)象都包含非空值,兩個(gè)方法都會(huì)返回對(duì)應(yīng)的非空值。不過(guò),orElse()方法仍然創(chuàng)建了User對(duì)象。與之相反,orElseGet()方法不創(chuàng)建User對(duì)象。
在執(zhí)行較密集的調(diào)用時(shí),比如調(diào)用Web 服務(wù)或數(shù)據(jù)查詢,這個(gè)差異會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生重大影響。
除了orElse()和orElseGet()方法,Optional 還定義了orElseThrow()API —— 它會(huì)在對(duì)象為空的時(shí)候拋出異常,而不是返回備選的值:
@Test(expected = IllegalArgumentException.class) public void whenThrowException_thenOk() { User result = Optional.ofNullable(user) .orElseThrow( () -> new IllegalArgumentException()); }
這里,如果user值為 null,會(huì)拋出IllegalArgumentException。
這個(gè)方法讓我們有更豐富的語(yǔ)義,可以決定拋出什么樣的異常,而不總是拋出NullPointerException。
現(xiàn)在我們已經(jīng)很好地理解了如何使用 Optional,我們來(lái)看看其它可以對(duì)Optional值進(jìn)行轉(zhuǎn)換和過(guò)濾的方法。
有很多種方法可以轉(zhuǎn)換Optional 的值。我們從map()和flatMap()方法開始。
先來(lái)看一個(gè)使用map()API 的例子:
@Test public void whenMap_thenOk() { User user = new User("anna@gmail.com", "1234"); String email = Optional.ofNullable(user) .map(u -> u.getEmail()).orElse("default@gmail.com"); assertEquals(email, user.getEmail()); }
map()對(duì)值應(yīng)用(調(diào)用)作為參數(shù)的函數(shù),然后將返回的值包裝在Optional中。這就使對(duì)返回值進(jìn)行鏈試調(diào)用的操作成為可能 —— 這里的下一環(huán)就是orElse()。
相比這下,flatMap()也需要函數(shù)作為參數(shù),并對(duì)值調(diào)用這個(gè)函數(shù),然后直接返回結(jié)果。
下面的操作中,我們給User類添加了一個(gè)方法,用來(lái)返回Optional:
public class User { private String position; public Optional<String> getPosition() { return Optional.ofNullable(position); } //... }
既然 getter 方法返回 String 值的Optional,你可以在對(duì)User的 Optional對(duì)象調(diào)用flatMap()時(shí),用它作為參數(shù)。其返回的值是解除包裝的 String 值:
@Test public void whenFlatMap_thenOk() { User user = new User("anna@gmail.com", "1234"); user.setPosition("Developer"); String position = Optional.ofNullable(user) .flatMap(u -> u.getPosition()).orElse("default"); assertEquals(position, user.getPosition().get()); }
除了轉(zhuǎn)換值之外,Optional 類也提供了按條件“過(guò)濾”值的方法。
filter()接受一個(gè)Predicate參數(shù),返回測(cè)試結(jié)果為 true 的值。如果測(cè)試結(jié)果為 false,會(huì)返回一個(gè)空的Optional。
來(lái)看一個(gè)根據(jù)基本的電子郵箱驗(yàn)證來(lái)決定接受或拒絕User(用戶)的示例:
@Test public void whenFilter_thenOk() { User user = new User("anna@gmail.com", "1234"); Optional<User> result = Optional.ofNullable(user) .filter(u -> u.getEmail() != null && u.getEmail().contains("@")); assertTrue(result.isPresent()); }
如果通過(guò)過(guò)濾器測(cè)試,result對(duì)象會(huì)包含非空值。
為了更充分的使用Optional,你可以鏈接組合其大部分方法,因?yàn)樗鼈兌挤祷叵嗤愃频膶?duì)象。
我們使用Optional 重寫最早介紹的示例。
首先,重構(gòu)類,使其 getter 方法返回Optional引用:
public class User { private Address address; public Optional<Address> getAddress() { return Optional.ofNullable(address); } // ... } public class Address { private Country country; public Optional<Country> getCountry() { return Optional.ofNullable(country); } // ... }
上面的嵌套結(jié)構(gòu)可以用下面的圖來(lái)表示:
現(xiàn)在可以刪除null檢查,替換為Optional的方法:
@Test public void whenChaining_thenOk() { User user = new User("anna@gmail.com", "1234"); String result = Optional.ofNullable(user) .flatMap(u -> u.getAddress()) .flatMap(a -> a.getCountry()) .map(c -> c.getIsocode()) .orElse("default"); assertEquals(result, "default"); }
上面的代碼可以通過(guò)方法引用進(jìn)一步縮減:
String result = Optional.ofNullable(user) .flatMap(User::getAddress) .flatMap(Address::getCountry) .map(Country::getIsocode) .orElse("default");
結(jié)果現(xiàn)在的代碼看起來(lái)比之前采用條件分支的冗長(zhǎng)代碼簡(jiǎn)潔多了。
我們介紹了Java 8 的特性,Java 9 為 Optional 類添加了三個(gè)方法:or()、ifPresentOrElse()和stream()。
or()方法與orElse()和orElseGet()類似,它們都在對(duì)象為空的時(shí)候提供了替代情況。or()的返回值是由Supplier參數(shù)產(chǎn)生的另一個(gè)Optional對(duì)象。
如果對(duì)象包含值,則 Lambda 表達(dá)式不會(huì)執(zhí)行:
@Test public void whenEmptyOptional_thenGetValueFromOr() { User result = Optional.ofNullable(user) .or( () -> Optional.of(new User("default","1234"))).get(); assertEquals(result.getEmail(), "default"); }
上面的示例中,如果user變量是 null,它會(huì)返回一個(gè)Optional,它所包含的User對(duì)象,其電子郵件為 “default”。
ifPresentOrElse()方法需要兩個(gè)參數(shù):一個(gè)Consumer和一個(gè)Runnable。如果對(duì)象包含值,會(huì)執(zhí)行Consumer的動(dòng)作,否則運(yùn)行Runnable。
如果你想在有值的時(shí)候執(zhí)行某個(gè)動(dòng)作,或者只是跟蹤是否定義了某個(gè)值,那么這個(gè)方法非常有用:
Optional.ofNullable(user).ifPresentOrElse( u -> logger.info("User is:" + u.getEmail()), () -> logger.info("User not found"));
最后介紹的是新的stream()方法,它通過(guò)把實(shí)例轉(zhuǎn)換為Stream對(duì)象,讓你從廣大的StreamAPI 中受益。如果沒(méi)有值,它會(huì)得到空的Stream;有值的情況下,Stream則會(huì)包含單一值。
我們來(lái)看一個(gè)把Optional處理成Stream的例子:
@Test public void whenGetStream_thenOk() { User user = new User("john@gmail.com", "1234"); List<String> emails = Optional.ofNullable(user) .stream() .filter(u -> u.getEmail() != null && u.getEmail().contains("@")) .map( u -> u.getEmail()) .collect(Collectors.toList()); assertTrue(emails.size() == 1); assertEquals(emails.get(0), user.getEmail()); }
這里對(duì)Stream的使用帶來(lái)了其filter()、map()和collect()接口,以獲取List。
在使用Optional的時(shí)候需要考慮一些事情,以決定什么時(shí)候怎樣使用它。
重要的一點(diǎn)是Optional不是Serializable。因此,它不應(yīng)該用作類的字段。
如果你需要序列化的對(duì)象包含Optional值,Jackson庫(kù)支持把Optional當(dāng)作普通對(duì)象。也就是說(shuō),Jackson會(huì)把空對(duì)象看作null,而有值的對(duì)象則把其值看作對(duì)應(yīng)域的值。這個(gè)功能在jackson-modules-java8項(xiàng)目中。
它在另一種情況下也并不怎么有用,就是在將其類型用作方法或構(gòu)建方法的參數(shù)時(shí)。這樣做會(huì)讓代碼變得復(fù)雜,完全沒(méi)有必要:
User user = new User("john@gmail.com", "1234", Optional.empty());
使用重載方法來(lái)處理非要的參數(shù)要容易得多。
Optional主要用作返回類型。在獲取到這個(gè)類型的實(shí)例后,如果它有值,你可以取得這個(gè)值,否則可以進(jìn)行一些替代行為。
Optional類有一個(gè)非常有用的用例,就是將其與流或其它返回Optional的方法結(jié)合,以構(gòu)建流暢的API。
我們來(lái)看一個(gè)示例,使用Stream返回Optional對(duì)象的findFirst()方法:
@Test public void whenEmptyStream_thenReturnDefaultOptional() { List<User> users = new ArrayList<>(); User user = users.stream().findFirst().orElse(new User("default", "1234")); assertEquals(user.getEmail(), "default"); }
以上是“JAVA中OPTIONAL的使用方法”這篇文章的所有內(nèi)容,感謝各位的閱讀!相信大家都有了一定的了解,希望分享的內(nèi)容對(duì)大家有所幫助,如果還想學(xué)習(xí)更多知識(shí),歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道!
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