Java8中Optional操作的实际应用

时间：2022-11-03 10:31:09|栏目：JAVA代码|点击：次

简介

目的：Optional的出现主要是为了解决null指针问题，也叫NPE(NullPointerException)

外形：Optional外形酷似容器（其实它就是一个容器），只是这个容器比较特殊，因为它只能存放一个对象，运气不好的话这个对象还是个null

操作：Optional从操作上来看，又跟前面的Stream流式操作很像，比如过滤filter - 提取map等

下面我们用比较简单的例子来对比着看下，Optional的一些基础用法

正文

1. Optional是什么

Optional是一个容器，只能存放一个对象（可为null）

Optional的出现是

一个是为了解决NPE问题（阿里开发手册也有提到这一点，点击可直接下载，官方链接）
另一个是为了代码更加清晰可读，因为Optional这个名字的灵感就是来自英文optional（可选的），意思就是说这个对象可以为空，可以不为空

2. 没它 VS 有它

下面我们用旧代码和新代码来对比着看（所谓的新旧是以Java8为分割线）

案例1：现有C类，我们要提取C.name属性

public class OptionalDemo {
    private static final String DEFAULT_NAME = "javalover";

    public static void main(String[] args) {
      // 传入null，以身试法  
      getName(null);
    }
    // 取出c.name
    public static void getName(C c){
        // 旧代码 Java8之前
        String name = (c!=null ? c.getName() : DEFAULT_NAME);
        System.out.println("old: "+name);
        // 新代码 Java8之后（下面的三个操作方法后面会介绍，这里简单了解下）
        String nameNew = Optional
            				// 工厂方法，创建Optional<C>对象，如果c为null，则创建空的Optional<C>对象
                            .ofNullable(c)
            				// 提取name，这里要注意，即使c==null,这里也不会抛出NPE，而是返回空的Optional<String>，所以在处理数据时，我们不需要担心空指针异常
                            .map(c1->c1.getName())
            				// 获取optional的属性值，如果为null，则返回给定的实参DEFAULT_NAME
                            .orElse(DEFAULT_NAME);

        System.out.println("new: "+nameNew);
    }
}
class C{
    private String name;

    public C(String name) {
        this.name = name;
    }
  // 省略getter/setter
}

乍一看，好像Java8之前的旧代码更合适啊，只需要一个三目运算符

再看Optional操作，发现并没有那么简洁

是这样的，如果只是一层判断，那普通的if判断做起来更方便；

但是如果嵌套两层呢，比如b.getC().getName()？

下面我们就看下，两层嵌套会怎么样

例子2：现多了一个B类（依赖C类），我们要从对象B中提取C的属性name，即b.getC().getName()

public static void getName2(B b){
        // 旧代码
        String name = (b!=null ? ( b.getC()!=null ? b.getC().getName() : DEFAULT_NAME) : DEFAULT_NAME);
        // 新代码
        String nameNew = Optional
                .ofNullable(b)
                .map(b1->b1.getC())
                .map(c1->c1.getName())
                .orElse(DEFAULT_NAME);
        System.out.println(nameNew);
    }

class B{
    private C c;

    public B(C c) {
        this.c = c;
    }
  // 省略getter/setter
}

这次不管是乍一看，还是一直看，都是Optional更胜一筹

例子3：现多了一个A类（依赖B类），我们要提取a.getB().getC().getName()

等等等，省略号

意思到就行，反正要说的就是单从判空来看的话，Optional肯定是好过三目运算符的（if/else这里就不举了，它的嵌套只会更多）

3. 核心操作

因为Optional主要是操作数据（类似数据库操作），所以我们这里从数据的角度来进行分析

这里我们可以分为三种操作：保存数据、处理数据、获取数据

保存数据：

（没有默认值）public static <T> Optional<T> of(T value) ：填充 T value 到 Optional 的属性中；如果 value==null，则抛出NPE
（默认null）public static <T> Optional<T> ofNullable(T value) ：填充 T value 到 Optional 的属性中；如果引用为null，则填充null
（构造一个空的Optional）public static<T> Optional<T> empty()：单纯地创建一个数据为null的空Optional，即直接填充null到 Optional 的属性中【不常用】

处理数据：

（提取）public Optional map(Function<? super T, ? extends U> mapper) ：提取Optional中属性T的某个属性值U，并将U填充到新的Optional中并返回
（过滤）public Optional<T> filter(Predicate<? super T> predicate) ：过滤Optional中属性T的某个属性值，符合条件则将T填充到新的Optional中并返回
（扁平化提取）public Optional flatMap(Function<? super T, Optional> mapper)：提取Optional中属性T的某个属性Optional，直接返回

获取数据：

public T orElse(T other) ：获取数据，如果数据为null，则返回T other
public T orElseGet(Supplier<? extends T> other)：获取数据，如果数据为null，则通过函数式接口other返回一个新的数据T
public T get() ：获取数据，如果数据为null，则报NPE【不常用】

上面这些操作中，不常用的就是get()和empty()

其他的就不举了，这里主要说下map()和flatMap()

如下图所示：

map()主要是提取Optional中的属性C的属性name，然后再包装到新的Optional

输入Optional<C>，输出Optional<String>（即Optional<c.name>）

String nameNew = Optional
                    .ofNullable(c)
                    .map(c1->c1.getName())
                    .orElse("xxx");

flatMap()主要是提取Optional中的属性B的Optional<C>属性中的C的值，然后再包装到新的Optional

输入Optional,输出Optional<C>

public class FlatMapDemo {
    private static final String DEFAULT_NAME = "javalover";

    public static void main(String[] args) {
        getName(null);
    }

    // 取出 b.c.name
    public static void getName(B b){
        C c = Optional
                .ofNullable(b)
            	// 这里扁平化处理，提取Optional<C>中的C
            	// 如果用map，则返回的是Optional<Optional<C>>
                .flatMap(b->b.getC())
                .orElse(new C("xxx"));
        System.out.println(c.getName());
    }
}

class B{
    private Optional<C> c;

    public Optional<C> getC() {
        return c;
    }

    public void setC(C c) {
        this.c = Optional.ofNullable(c);
    }
}

class C{
    private String name;

    public C(String name) {
        this.name = name;
    }
    // 省略getter/setter
}

4. 应用

从规范角度来讲，是为了代码清晰，一看用Optional<T>变量，就知道T可能为null；

从编码角度来讲，主要是应用在非空判断；但是实际场景的话，有两个

没有用Optional进行包裹的参数：比如上面讲到的例子，传来的参数就是普通对象，我们就需要自己用Optional容器来包裹传来的参数，然后进行后续操作

// 取出c.name
public static void getName(C c){
    // 自己手动包装 Optional<C>
    String nameNew = Optional
        .ofNullable(c)
        .map(c1->c1.getName())
        .orElse(DEFAULT_NAME);

    System.out.println("new: "+nameNew);
}

有用Optional进行包裹的参数：比如数据库查询时，我们可以用Optional来包裹查询的结果并返回，这样我们分析结果的时候，只需要通过orElse()来获取，同时还可以设定默认值

// 返回Optional<Car>，通过.orElse(defaultCar)就可以获取返回值，如果返回值为null，还可以设定一个默认值defaultCar
Optional<Car> selectOne(SelectStatementProvider selectStatement);

总结

Optional是什么：一个容器，存放一个对象，对象可以为null
没它 VS 有它：看场景
- 如果只是单个的if/else判断，那就没它会好点；
- 如果嵌套比较多，或者本来传来的数据就是Optional类型，那肯定是Optional合适
核心操作：不常用的这里就不写了
- 保存数据：工厂方法 of()和ofNullable()
- 处理数据：map(), filter(), flatMap()
- 获取数据：orElse()
应用：主要用在非空判断，实际场景的话，我们可以用在数据库查询语句中