关于java:Java-Optional的使用实践概述

题记：不到最初时刻，千万别轻言放弃，无论终局胜利与否，只有你拼博过，尽力过，所有问心有愧

Java 8 是 Java 自 Java 5（公布于 2004 年）之后的最重要的版本。这个版本蕴含语言、编译器、库、工具和 JVM 等方面的十多个新个性。

Optional 类是 Java8 为了解决 null 值判断问题，借鉴 google guava 类库的 Optional 类而引入的一个同名 Optional 类，本文将讲述 Optional 类的应用与罕用办法概述。

1 为什么要设计 Optional？

在 Java 开发中，通常会应用 if-else 逻辑判断来解决 NullPointerException 问题，当有对象模型嵌套过多时，就会因过多的 if-else 判断而造成代码累赘。

应用 Optional 类能够防止显式的 null 值判断（null 的防御性查看），防止因过多的 if-else 判断而造成的代码累赘。

通过应用 Optional 可缩小代码中的判空, 实现函数式编程。

2 Optional 的根本应用

一个理论的利用场景就是须要获取用户的地区 ID 信息，传统的获取办法如下代码清单 2 - 1 所示：

// 代码清单 2-1 
// 获取用户的地区 code 
publish String getUserCountryCode(UserInfor user){
    String countryCode = "";
    if (user != null) {Address address = user.getAddress();
        if (address != null) {Country country = address.getCountry();
            if (country != null) {String code = country.getCountryCode();
                if (code != null) {countryCode = code.toUpperCase();
                }
            }
        }
    }
 return countryCode ;
}

代码清单 2-1 通过 if-else 重重校验可防止在调用过程中因某个对象为 null 而导致的 NullPointerException，通过 Optional 类的函数式编程来实现同样的成果 如下代码清单 2- 2 所示：

  // 代码清单 2-2
  public String getUserCountryCodByOptional(UserInfor user) {return Optional.ofNullable(user)
        .map(c -> c.getAddress())
        .map(r -> r.getCountry())
        .map(u -> u.getCountryCode())
        .orElseThrow(() -> new IllegalArgumentException("无奈获取到新的值")).toUpperCase();}

Tips

 双冒号：与 箭头函数 ->，是 Java8 的 lambda 表达式，就是匿名函数，如下代码清单 2- 3 中的应用。

 // 代码清单 2-3
  public  void test(){
 
    /// 新建汇合
    List<String> list = new ArrayList();
    /// 模仿数据
    for (int i = 0; i < 10; i++) {list.add("测试数据"+i);
    }
    

    // 第一种 for 循环
    for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
      // 获取到 list 中对应索引的值
      String s = list.get(i);
    }


    // 第二种 加强 for
    for (String  s: list) {//s 即为获取到的 list 中的值}

    // 第三种 应用 lambda 表达式以及函数操作符 ->
    list.forEach((s) -> System.out.println(s));

    // 第四种 Java8 中应用双冒号：：操作符实现
    list.forEach(System.out::println);

  }

在 代码清单 2- 2 中所求的成果也能够应用 双冒号来实现，如下代码清单 2-4 所示：

  // 代码清单 2-4
  public String getUserCountryCodByOptional2(UserInfor user) {return Optional.ofNullable(user)
        .map(UserInfor::getAddress)
        .map(Address::getCountry)
        .map(Country::getCountryCode)
        .orElseThrow(() -> new IllegalArgumentException("无奈获取到新的值")).toUpperCase();}

3 Optional 的简述

在上述代码清单中通 Optional 的应用，很优雅的达到函数式编程成果，现有总结以下论断。

3.1 Optional 对象创立

在应用 Optional 时首先要创立 Optional 对象，Optional 类的两个构造方法都是 private 型的，因而类内部不能显示的应用 new Optional() 的形式来创立 Optional 对象。

可通过 Optional 类提供的三个静态方法 empty()、of(T value)、ofNullable(T value) 来创立 Optinal 对象，示例如下

    // 第一种 创立一个包装对象值为空的 Optional 对象 个别不应用
    Optional<String> optStr = Optional.empty();
    // 第二种 创立包装对象值非空的 Optional 对象
    Optional<String> optStr1 = Optional.of("optional");
    // 第三种 创立包装对象值容许为空的 Optional 对象
    Optional<String> optStr2 = Optional.ofNullable(null);

第二种形式 通过 of 办法为非 null 的值创立一个 Optional。of 办法通过工厂办法创立 Optional 类。须要留神的是，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。

第三种形式 ofNullable 为指定的值创立一个 Optional，如果指定的值为 null，则返回一个空的 Optional。

3.2 map、flatMap、filter

Optional 的 map 办法用来获取 Optional 中的值，Optional 也提供了 get 办法来获取其中的值。
Optional 的 map 办法调用，Optional 如果有值，则对其执行调用 mapping 函数失去返回值。如果返回值不为 null，则创立蕴含 mapping 返回值的 Optional 作为 map 办法返回值，否则返回空 Optional。

简略的形容就是通过 map 办法从 Optional 对象中提取和转换值。

  public void testMap(){
    // 第二种 创立包装对象值非空的 Optional 对象
    Optional<String> optStr1 = Optional.of("测试 map 办法数据");

    /// 获取 optStr1 中的值
    Optional<String> stringOptional = optStr1.map((value) -> value);
    ///optStr1 有值 所以输入的是  optional
    System.out.println(stringOptional.orElse("orElse 输入的内容"));
  }

单元测试成果如下图所示

flatMap 办法与 map 办法相似，区别在于 mapping 函数的返回值不同。map 办法的 mapping 函数返回值能够是任何类型 T，而 flatMap 办法的 mapping 函数必须是 Optional，目前笔者还没有利用到理论业务场景中。

filter 办法中如果有值并且满足断言条件返回蕴含该值的 Optional，否则返回空 Optional。

3.3 orElse、orElseGet、orElseThrow 办法

orElse 办法，对应的 Optional 如果有值则将其返回，否则返回指定的其它值。

orElseGet 与 orElse 办法相似，区别在于失去的默认值，orElse 办法将传入的字符串作为默认值，orElseGet 办法能够承受 Supplier 接口的实现用来生成默认值。

orElseThrow 如果有值则将其返回，否则抛出 supplier 接口创立的异样，在 orElseThrow 中咱们能够传入一个 lambda 表达式或办法，如果值不存在来抛出异样。

  public void testOrElse(){
    // 第一种 创立一个包装对象值为空的 Optional 对象
    Optional<String> optStr = Optional.empty();
    //optStr 无值 所以输入的是 orElse 中的内容 "测试 orelse"
    //orElse 办法接管的参数是字符串
    System.out.println("测试 1"+optStr.orElse("测试 orelse"));

    // orElseGet 办法接管的是一个函数办法
    System.out.println("测试 2"+optStr.orElseGet(()->"测试 orElseGet"));

    // orElseGet 办法接管的是一个函数办法 返回值是一个 Throwable
    System.out.println("测试 3"+optStr.orElseThrow(()-> new IllegalArgumentException("空值")));

    // 第二种 创立包装对象值非空的 Optional 对象
    Optional<String> optStr1 = Optional.of("optional");
    ///optStr1 有值 所以输入的是  optional
    System.out.println(optStr1.orElse("orElse 输入的内容"));
  }

单元测试成果如下图所示：

4 其余

Java 9 为 Optional 类增加了三个办法：or()、ifPresentOrElse() 和 stream()。

4.1 or 办法

or 办法，如果值存在，返回 Optional 指定的值，否则返回一个预设的值。

4.2 stream 办法

stream 办法的作用就是将 Optional 转为一个 Stream，如果该 Optional 中蕴含值，那么就返回蕴含这个值的 Stream，否则返回一个空的 Stream。

4.3 ifPresentOrElse 办法

在 java8 中，应用 ifPresent 办法来代替传统的 if(user != null) 判断，未提供反对 if (user != null) else {// xxx} 的操作，也就是在 Java8 中 Optional 类 ifPresent 办法没有对 else 的操作提供反对。

在 java9 中 ifPresentOrElse 办法就相当于是 if (user != null) else {// xxx} 的操作。

public void test(UserInfor user) {Optional.ofNullable(user).ifPresentOrElse(u -> {
         // 当 user 不为 null 时执行这里
         user.getName();
         user.getAge();}, () -> {
        // 当 user 为 null 时执行这里
         System.err.println("user 对象为 null");
     });
}