Java 8 Optional类深度解析

2019-09-25  本文已影响0人  笨笨翔

  身为一名Java程序员,大家可能都有这样的经历:调用一个方法得到了返回值却不能直接将返回值作为参数去调用别的方法。我们首先要判断这个返回值是否为null,只有在非空的前提下才能将其作为其他方法的参数。
新版本的Java,比如[ava 8引入了一个新的Optional类。Optional类的Javadoc描述如下:

这是一个可以为null的容器对象。如果值存在则isPresent()方法会返回true,调用get()方法会返回该对象。

接下来我们逐个探讨Optional类包含的方法。
1. of

为非null值创建一个Optional

of方法通过调用构造函数创建Optional类。需要注意的是,创建对象时传入的参数不能为null。如果传入参数为null,则抛出NullPointerException 。
源码如下

    /**
     * Returns an {@code Optional} with the specified present non-null value.
     *
     * @param <T> the class of the value
     * @param value the value to be present, which must be non-null
     * @return an {@code Optional} with the value present
     * @throws NullPointerException if value is null
     */
    public static <T> Optional<T> of(T value) {
        return new Optional<>(value);
    }

    /**
     * Constructs an instance with the value present.
     *
     * @param value the non-null value to be present
     * @throws NullPointerException if value is null
     */
    private Optional(T value) {
        this.value = Objects.requireNonNull(value);
    }

示例:

//调用构造方法创建Optional实例
Optional<String> name = Optional.of("Sanaulla");
//传入参数为null,抛出NullPointerException.
Optional<String> someNull = Optional.of(null);

2. ofNullable

为指定的值创建一个Optaional,如果指定值为null,则返回一个空的Optional

ofNullable与of方法相似,唯一的区别是可以接受参数为null的情况。源码如下:

    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;
    }

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

示例:

//下面创建了一个不包含任何值的Optional实例
//例如,值为'null'
Optional empty = Optional.ofNullable(null);

3. isPresent

如果值存在返回true,否则返回false

源码:

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

示例:类似下面的代码

//isPresent方法用来检查Optional实例中是否包含值
if (name.isPresent()) {
  //在Optional实例内调用get()返回已存在的值
  System.out.println(name.get());//输出Sanaulla
}

4. get

如果有Optional值,则将其返回,否则抛出NoSuchElementException

源码:

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

示例:

//执行下面的代码会输出:No value present 
try {
  //在空的Optional实例上调用get(),抛出NoSuchElementException
  Optional<Object> empty = Optional.empty();
  System.out.println(empty.get());
} catch (NoSuchElementException ex) {
  System.out.println(ex.getMessage());
}

5. ifPresent

如果Optional实例有值则为其调用consumer,否则不作处理

要理解ifPresent方法,首先需要了解Consumer类。简答地说,Consumer类包含一个抽象方法。该抽象方法对传入的值进行处理,但没有返回值。Java8支持不用接口直接通过lambda表达式传入参数。
源码:

    public void ifPresent(Consumer<? super T> consumer) {
        if (value != null)
            consumer.accept(value);
    }

如果Optional实例有值,调用ifPresent()可以接受接口段或lambda表达式。类似下面的代码
示例:

//ifPresent方法接受lambda表达式作为参数。
//lambda表达式对Optional的值调用consumer进行处理。
Optional<String> name = Optional.of("benbenxiang");
name.ifPresent((value) -> {
  System.out.println("The length of the value is: " + value.length());
});

6. ofElse

如果有值则将其返回,否则返回指定的值。

源码:

    public T orElse(T other) {
        return value != null ? value : other;
    }

示例:

        Optional<String> empty = Optional.empty();
        String benbenxiang = empty.orElse("benbenxiang");

7. ofElseGet

orElseGet与orElse方法类似,区别在于得到的默认值。orElse方法将传入的字符串作为默认值,orElseGet方法可以接受Supplier接口的实现用来生成默认值。

源码:

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

示例:

//orElseGet与orElse方法类似,区别在于orElse传入的是默认值,
//orElseGet可以接受一个lambda表达式生成默认值。
Optional<String> empty = Optional.empty();
Optional<String> name = Optional.of("benbenxiang");
//输出:Default Value
System.out.println(empty.orElseGet(() -> "Default Value"));
//输出:benbenxiang
System.out.println(name.orElseGet(() -> "Default Value"));

8. ofElseThrow

如果有值则将其返回否则抛出supplier接口创建的异常。

源码:

    public <X extends Throwable> T orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier) throws X {
        if (value != null) {
            return value;
        } else {
            throw exceptionSupplier.get();
        }
    }

示例:

try {
  //orElseThrow与orElse方法类似。与返回默认值不同,
  //orElseThrow会抛出lambda表达式或方法生成的异常 

  empty.orElseThrow(RuntimeException::new);
} catch (Throwable ex) {
  //输出: No value present in the Optional instance
  System.out.println(ex.getMessage());
}

9. map

如果有值,则对其调用mapping函数得到返回值。如果返回值不为null,则创建包含mapping返回值的Optional作为map方法返回值,否则返回空Optional

源码:

    public<U> Optional<U> map(Function<? super T, ? extends U> mapper) {
        Objects.requireNonNull(mapper);
        if (!isPresent())
            return empty();
        else {
            return Optional.ofNullable(mapper.apply(value));
        }
    }

示例:

//map方法执行传入的lambda表达式参数对Optional实例的值进行修改。
//为lambda表达式的返回值创建新的Optional实例作为map方法的返回值。
Optional<String> upperName = name.map((value) -> value.toUpperCase());
System.out.println(upperName.orElse("No value found"));

10. flatMap

如果有值,为其执行mapping函数返回Optional类型返回值,否则返回空Optional。flatMap与map方法类似,区别在于flatMap中的mapper返回值必须是Optional。调用结束时,flatMap不会对结果用Optional封装。

源码:

    public<U> Optional<U> flatMap(Function<? super T, Optional<U>> mapper) {
        Objects.requireNonNull(mapper);
        if (!isPresent())
            return empty();
        else {
            return Objects.requireNonNull(mapper.apply(value));
        }
    }

示例:

//flatMap与map(Function)非常类似,区别在于传入方法的lambda表达式的返回类型。
//map方法中的lambda表达式返回值可以是任意类型,在map函数返回之前会包装为Optional。 
//但flatMap方法中的lambda表达式返回值必须是Optionl实例。 
upperName = name.flatMap((value) -> Optional.of(value.toUpperCase()));
System.out.println(upperName.orElse("No value found"));//输出SANAULLA

11. filter

如果有值并且满足断言条件返回包含该值的Optional,否则返回空Optional

源码:

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

示例:

//filter方法检查给定的Option值是否满足某些条件。
//如果满足则返回同一个Option实例,否则返回空Optional。
Optional<String> longName = name.filter((value) -> value.length() > 6);
System.out.println(longName.orElse("The name is less than 6 characters"));//输出Sanaulla

//另一个例子是Optional值不满足filter指定的条件。
Optional<String> anotherName = Optional.of("Sana");
Optional<String> shortName = anotherName.filter((value) -> value.length() > 6);
//输出:name长度不足6字符
System.out.println(shortName.orElse("The name is less than 6 characters"));

以上,我们介绍了Optional类的各个方法。下面通过一个完整的示例对用法集中展示:

public class OptionalDemo {

  public static void main(String[] args) {
    //创建Optional实例,也可以通过方法返回值得到。
    Optional<String> name = Optional.of("Sanaulla");

    //创建没有值的Optional实例,例如值为'null'
    Optional empty = Optional.ofNullable(null);

    //isPresent方法用来检查Optional实例是否有值。
    if (name.isPresent()) {
      //调用get()返回Optional值。
      System.out.println(name.get());
    }

    try {
      //在Optional实例上调用get()抛出NoSuchElementException。
      System.out.println(empty.get());
    } catch (NoSuchElementException ex) {
      System.out.println(ex.getMessage());
    }

    //ifPresent方法接受lambda表达式参数。
    //如果Optional值不为空,lambda表达式会处理并在其上执行操作。
    name.ifPresent((value) -> {
      System.out.println("The length of the value is: " + value.length());
    });

    //如果有值orElse方法会返回Optional实例,否则返回传入的错误信息。
    System.out.println(empty.orElse("There is no value present!"));
    System.out.println(name.orElse("There is some value!"));

    //orElseGet与orElse类似,区别在于传入的默认值。
    //orElseGet接受lambda表达式生成默认值。
    System.out.println(empty.orElseGet(() -> "Default Value"));
    System.out.println(name.orElseGet(() -> "Default Value"));

    try {
      //orElseThrow与orElse方法类似,区别在于返回值。
      //orElseThrow抛出由传入的lambda表达式/方法生成异常。
      empty.orElseThrow(ValueAbsentException::new);
    } catch (Throwable ex) {
      System.out.println(ex.getMessage());
    }

    //map方法通过传入的lambda表达式修改Optonal实例默认值。 
    //lambda表达式返回值会包装为Optional实例。
    Optional<String> upperName = name.map((value) -> value.toUpperCase());
    System.out.println(upperName.orElse("No value found"));

    //flatMap与map(Funtion)非常相似,区别在于lambda表达式的返回值。
    //map方法的lambda表达式返回值可以是任何类型,但是返回值会包装成Optional实例。
    //但是flatMap方法的lambda返回值总是Optional类型。
    upperName = name.flatMap((value) -> Optional.of(value.toUpperCase()));
    System.out.println(upperName.orElse("No value found"));

    //filter方法检查Optiona值是否满足给定条件。
    //如果满足返回Optional实例值,否则返回空Optional。
    Optional<String> longName = name.filter((value) -> value.length() > 6);
    System.out.println(longName.orElse("The name is less than 6 characters"));

    //另一个示例,Optional值不满足给定条件。
    Optional<String> anotherName = Optional.of("Sana");
    Optional<String> shortName = anotherName.filter((value) -> value.length() > 6);
    System.out.println(shortName.orElse("The name is less than 6 characters"));

  }

}

感谢Optional类解析

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