Optional的学习思考

2018-05-19 本文已影响2人野狗道人闯红灯

null带来的问题

NullPointerException是目前java中最典型的错误。
链式调用需要深度嵌套null检查，导致代码可读性很差，并且臃肿。
null本身毫无意义。他代表的是静态类型语言中以一种错误的方式对缺失变量的建模。
null破坏了java的哲学。Java一直试图避免让程序员意识到指针的存在，唯一的例外是空指针null。
它在类型系统上开了个口子，这意味着他可以被赋值给任意引用类型的变量。这会导致这个变量被传递到系统的另一部分后，无法得知null变量最初的赋值是什么类型的。

Optional的使用

java带来了Optional来给缺失的值建模。

变量存在时，Optional类只是对类简单的封装，不存在时缺失的值会建模成Optional.empty()。问题来了，null和Optional.empty()有什么区别，区别是如果你对null进行解引用一定会报NullPointerException，但是对于Optional.empty()就不会有问题。

使用Optional而不是null一个重要而实际的语义是，例如，Optional<Person>中是允许缺失的值存在的。而单纯的使用Person，你需要独立面对值为null的情况。

Optional创建

声明一个空的Optional

创建一个空的Optional。

Optional<Car> optCar = Optional.empty();

依据一个非空值创建Optional

依据一个非空值创建一个Optional。如果car为null，这段代码会立即抛出一个NullPointerException，而不是在访问的时候再报错。

Optional<Car> optCar = Optional.of(car);

可接受null的Optional

创建一个允许null值的Optional。

Optional<Car> optCar = Optional.ofNullable(car);

Optional获取和转化数据

Optional获取值的方法有很多。最直接的是get方法，但是如果不按照约定的方法调用又会导致可恶的null问题。下面讲一下各种获取的方法。

Optional提供的方法

get() 是这些方法中最简单但又最不安全的方法。如果变量存在，它直接返回封装的变量值，否则就抛出一个NoSuchElementException异常。所以，除非你非常确定Optional 变量一定包含值，否则使用这个方法是个相当糟糕的主意。此外，这种方式即便相对于嵌套式的null检查，也并未体现出多大的改进。
orElse(T other) 它允许你在 Optional对象不包含值时提供一个默认值。当然如果包含的话就返回其值。这是一个比较常用的方法。
orElseGet(Supplier<? extends T> other) 是orElse方法的延迟调用版，Supplier 方法只有在Optional对象不含值时才执行调用。如果创建默认值是件耗时费力的工作，你应该考虑采用这种方式（借此提升程序的性能），或者你需要非常确定某个方法仅在 Optional为空时才进行调用，也可以考虑该方式（这种情况有严格的限制条件）。
orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier) 和get方法非常类似，它们遭遇Optional对象为空时都会抛出一个异常，但是使用orElseThrow你可以定制希望抛出的异常类型。
ifPresent(Consumer<? super T>) 让你能在变量值存在时执行一个作为参数传入的方法，否则就不进行任何操作。
isPresent() 如果存在就返回true，不存在就返回false。

使用map从提取和转换值

从对象中提取信息是比较常用的使用模式。比如你想在person对象中提取名字。提取之前要做一下非空判断。

String name = null;
if(person != null) {
    name = person.getName();
}

为了支持这种操作操作，Optional提供了类似Stream的map方法。使用如下。

Optional<Person> optPerson = Optional.ofNullable();
Optional<String> name = optPerson.map(Person.getName);

如果Optional包含一个值则会进行转换，为空就什么也不做。

链式调用使用map或者flatMap都可以，但是有一点注意事项，下一部分一起讲。

使用flatMap链接Optional对象

如果我们需要链接调用，我们期望的是不用每一步都写一个非空判断，直接链接调用多个方法。

因为map操作完成后会给结果套一层Optional<>，所以如果你原本的返回值就包含Optional的话，就会多套上一层Optional。
所以我们就需要flatMap来帮我们扁平化合并为一个Optional，这和Stream中的flatMap类似，可以将多个流合成一个。

当然如果返回值并没有嵌套Optional就可以直接使用map了。

有了以上储备我们就可以很放心的做链式调用的操作了。

例如，现在有一个人有一辆车，给车上了保险，想知道这个保险的名字。并且getCar和getInsurance得到的都是Optional类型的，所以需要扁平化一下。getName得到的String所以直接使用map就可以了。

旧的写法：需要多次的非空判断嵌套了，写起来不是很舒服。

public String getHeadMasterName(Person person){
    String name = "Unknown";
    if(person != null) {
        Car car = person.getCar();
        if(car != null) {
            Insurance insurance = car.getInsurance();
            if(insurance != null) {
                name = insurance.getName();
                if(name != null) {
                    return name;
                }
            }
        }
    }
    return name;
}

新的写法：

public String getHeadMasterName(Optional<Person> person){
    return school.flatMap(Person::getCar)
                .flatMap(Car::getInsurance)
                .map(Insurance::getName)
                .orElse("Unknown");
}

使用filter过滤特定的值

过滤这个方法看起来像是从一堆数据中过滤出想要的那一个，但是Optional中至多只能有一个值，所以它只能判断是或者不是。

filter方法接受一个谓词最为参数。如果Optional对象的值存在，并且他符合谓词的条件，filter方法就返回其值；否则他就返回一个空的Optional对象。

例如：下面代码过滤苹果是不是红色，会输出ok。

旧的写法：

Apple apple = new Apple("red", 100);
if(apple.getColor().equals("red")) {
    System.out.println("ok");
}