Java8 新特性 —— Optional API 详解
本文涉及到的知识点有Lambda表达式，函数式接口以及Stream API，有不了解的小伙伴可以先学习前两篇文章：
Java8 新特性 —— Lambda 表达式、函数接口以及方法引用详解
Java8 新特性 —— Stream API 详解
前言
Optional类是Java8新引进的一个主要用于解决的问题是空指针异常（NullPointerException）的一个类。
本质上，这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。
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。
在以往的开发过程中，要想排除空指针问题，就得用到大量的if…else…判断。举个例子，有一个班级，班级有若干名学生：
class Clazz{
private List<Student> students;
}
class Student {
private String id;
private String name;
}
获取一个班级学号为一的学生姓名:
//获取一个班级学号为一的学生姓名
public String getName(Clazz clazz){
if (clazz != null){
List<Student> students = clazz.students;
if (students != null){
for (Student stu : students) {
if ("1".equals(stu.id)){
return stu.name;
}
}
}
}
return "未找到该学生";
}
在学习了前两篇Lambda表达式，以及Stream API 加上本篇的Optional API 就可以这么写：
//获取一个班级学号为一的学生姓名
public String getName(Clazz clazz){
return Optional.ofNullable(Optional.ofNullable(clazz).orElse(new Clazz()).students).orElse(new ArrayList<>())
.stream().filter(student -> student != null && "1".equals(student.id))
.map(student -> student.name)
.findFirst().orElse("未找到该学生");
}
传统的if…else…消失不见，代码也随之变得简洁优雅，下面我们来详细聊聊Optional API。
一、创建 Optional 实例
- Optional.of(T t)：创建一个 Optional 实例，t 不为空，否则也会报空指针；
- Optional.ofNullable(T t)：若 t 不为 null，创建Optional 实例，否则创建空实例；
- Optional.empty()：创建一个空的Optional实例。
@Test
public void test1(){
//Optional.of(T t) 创建一个 Optional实例, 传入的值为空也会出现空指针
Optional<String> o1 = Optional.of("值不为空");
System.out.println("Optional.of() 值不为空: " + o1);
try {
Optional<String> o2 = Optional.of(null);
System.out.println("Optional.of() 值为空: " + o2);
} catch (Exception e) {
System.out.println("Optional.of(null)" + e.getClass().getSimpleName());
}
//若 t 不为 null,创建 Optional 实例,否则创建空实例
Optional<Object> o3 = Optional.ofNullable(null);
System.out.println("Optional.ofNullable() 值为空: " + o3);
//Optional.empty(), 创建一个空的 Optional 实例
Optional<Object> o4 = Optional.empty();
System.out.println("Optional.empty(): " + o4);
}
运行效果图如下：
二、Optional 的基本使用
- isPresent()：判断是否包含值；
- get()：取出Optional 里的值，需要判断是否有值，否则没值会抛出NoSuchElementException（表明请求的元素不存在）；
- orElse(T t)：如果调用对象包含值，返回该值，否则返回t；
- orElseGet(Supplier s)：如果调用对象包含值，返回该值，否则返回 s 获取的值（自定义方法取值）。
（1）判断是否有值与取值
@Test
public void test2(){
List<String> list = Arrays.asList("Java", "Lambda", "Function", "Stream", "Optional");
//判断集合是否包含 "Optional"
Optional<String> notNullOpt = list.stream().filter(s -> "Optional".equals(s)).findFirst();
//isPresent()判断是否有值
System.out.println("集合是否有值: " + notNullOpt.isPresent());
//get()取出Optional里的值，需要先判断是否有值，否则也会抛出NullPointerException异常
//取出集合中第一个元素
if (notNullOpt.isPresent()){
System.out.println("集合中存在: " + notNullOpt.get());
}
System.out.println("======以下为没值, 没判断是否有值======");
Optional<String> nullOpt = list.stream().filter(s -> "null".equals(s)).findFirst();
try {
System.out.println(nullOpt.get());
} catch (Exception e) {
System.out.println("Optional 中为空, 没判断是否有值, 打印报错" + e.getClass().getSimpleName());
}
}
运行效果图如下：
（2）orElse() 的使用
@Test
public void test3(){
//orElse(T t), 如果调用对象包含值，返回该值，否则返回 t
Optional<String> o1 = Optional.ofNullable(null);
Optional<String> o2 = Optional.ofNullable("值不为空");
String s1 = o1.orElse("值为空");
String s2 = o2.orElse("值为空");
System.out.println("Optional.ofNullable(null) 取值: " + s1);
System.out.println("Optional.ofNullable(值不为空) 取值: " + s2);
}
运行效果图如下：
（3）orElseGet() 的使用
@Test
public void test4(){
//orElseGet(T t), 如果调用对象包含值, 返回该值, 否则返回 t (由Lambda表达式指定)
Optional<String> o1 = Optional.ofNullable(null);
Optional<String> o2 = Optional.ofNullable("值不为空");
String s1 = o1.orElseGet(() -> "值为空");
String s2 = o2.orElseGet(() -> "值为空");
System.out.println("Optional.ofNullable(null) 取值: " + s1);
System.out.println("Optional.ofNullable(值不为空) 取值: " + s2);
}
运行效果图如下：
总结
- Optional 可以有效避免java开发中的NullPointerException问题；
- 创建Optional 主要通过 of()和ofNullable()方法
- of()方法一般在确定有值，获取某个特定值时使用，如果为空也会报NullPointerException
- ofNullable()一般在不确定是否有值时，配合orElse()如果没值就设定一个默认值使用
- isPresent()判断是否有值
- get() 方法从Optional 中取值
- 需要先isPresent()判断是否有值，如果没值则会抛出NoSuchElementException异常
- orElse()和orElseGet()在Optional 为空时，指定默认值
- orElseGet()为Lambda表达式生成数据，一般orElse()就够用