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【Java8新特性】05 使用Optional取代null

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爱笑的架构师
发布2020-09-24 15:01:39
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发布2020-09-24 15:01:39
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文章被收录于专栏:爱笑的架构师爱笑的架构师

1. 不受待见的空指针异常

有个小故事:null引用最早是由英国科学家Tony Hoare提出的,多年后Hoare为自己的这个想法感到后悔莫及,并认为这是"价值百万的重大失误"。可见空指针是多么不受待见。

NullPointerException是Java开发中最常遇见的异常,遇到这种异常我们通常的解决方法是在调用的地方加一个if判空。

if判空越多会造成过多的代码分支,后续代码维护也就越来越复杂。

2. 糟糕的代码

比如看下面这个例子,使用过多的if判空。

Person对象里定义了House对象,House对象里定义了Address对象:

public class Person {
    private String name;
    private int age;
    private House house;

    public House getHouse() {
        return house;
    }
}

class House {
    private long price;
    private Address address;

    public Address getAddress() {
        return address;
    }
}

class Address {
    private String country;
    private String city;

    public String getCity() {
        return city;
    }
}

现在获取这个人买房的城市,那么通常会这样写:

public String getCity() {
    String city = new Person().getHouse().getAddress().getCity();
    return city;
}

但是这样写容易出现空指针的问题,比如这个人没有房,House对象为null。接着你会改造这段代码,加上很多判断条件:

public String getCity2(Person person) {
    if (person != null) {
        House house = person.getHouse();
        if (house != null) {
            Address address = house.getAddress();
            if (address != null) {
                String city = address.getCity();
                return city;
            }
        }
    }
    return "unknown";
}

为了避免空指针异常,每一层都加上判断,但是这样会造成代码嵌套太深,不易维护。

你可能想到如何改造上面的代码,比如加上提前判空退出:

public String getCity3(Person person) {
    String city = "unknown";
    if (person == null) {
      return city; 
    }

    House house = person.getHouse();
    if (house == null) {
        return city;
    }

    Address address = house.getAddress();
    if (address == null) {
        return city;
    }

    return address.getCity();
}

但是这样简单的代码已经加入了三个退出条件,非常不利于后面代码维护。那怎样才能将代码写的优雅一点呢,下面引入今天的主角"Optional"。

3. 解决空指针的"银弹"

从Java8开始引入了一个新类 java.util.Optional,这是一个对象的容器,意味着可能包含或者没有包含一个非空的值。下面重点看一下Optional的常用方法:

public final class Optional<T> {
    // 通过指定非空值创建Optional对象
    // 如果指定的值为null,会抛空指针异常
    public static <T> Optional<T> of(T value) {
        return new Optional<>(value);
    }
    
    // 通过指定可能为空的值创建Optional对象
    public static <T> Optional<T> ofNullable(T value) {
        return value == null ? empty() : of(value);
    }

    // 返回值,不存在抛异常
    public T get() {
        if (value == null) {
            throw new NoSuchElementException("No value present");
        }
        return value;
    }
    
    // 如果值存在,根据consumer实现类消费该值
    public void ifPresent(Consumer<? super T> consumer) {
        if (value != null)
            consumer.accept(value);
    }
    
    // 如果值存在则返回,如果值为空则返回指定的默认值
    public T orElse(T other) {
        return value != null ? value : other;
    }

    // map flatmap等方法与Stream使用方法类似,这里不再赘述,读者可以参考之前的Stream系列。
}

以上就是Optional类常用的方法,使用起来非常简单。

4. Optional使用入门

(1)创建Optional实例

  • 创建空的Optional对象。可以通过静态工厂方法Optional.Empty() 创建一个空的对象,例如:
Optional<Person> optionalPerson = Optional.Empty();
  • 指定非空值创建Optional对象。
Person person = new Person();
Optional<Person> optionalPerson = Optional.of(person);
  • 指定可能为空的值创建Optional对象。
Person person = null; // 可能为空
Optional<Person> optionalPerson = Optional.of(person);

(2)常用方法

ifPresent

如果值存在,则调用consumer实例消费该值,否则什么都不执行。举个栗子:

String str = "hello java8";
// output: hello java8
Optional.ofNullable(str).ifPresent(System.out::println);

String str2 = null;
// output: nothing
Optional.ofNullable(str2).ifPresent(System.out::println);

filter, map, flatMap

在三个方法在前面讲Stream的时候已经详细讲解过,读者可以翻看之前写的文章,这里不再赘述。

orElse 如果value为空,则返回默认值,举个栗子:

public void test(String city) {
    String defaultCity = Optional.ofNullable(city).orElse("unknown");
}

orElseGet

如果value为空,则调用Supplier实例返回一个默认值。举个例子:

public void test2(String city) {
    // 如果city为空,则调用generateDefaultCity方法
    String defaultCity = Optional.of(city).orElseGet(this::generateDefaultCity);
}

private String generateDefaultCity() {
    return "beijing";
}

orElseThrow

如果value为空,则抛出自定义异常。举个栗子:

public void test3(String city) {
    // 如果city为空,则抛出空指针异常。
    String defaultCity = Optional.of(city).orElseThrow(NullPointerException::new);
}

5. 使用Optional重构代码

再看一遍重构之前的代码,使用了三个if使代码嵌套层次变得很深。

// before refactor
public String getCity2(Person person) {
    if (person != null) {
        House house = person.getHouse();
        if (house != null) {
            Address address = house.getAddress();
            if (address != null) {
                String city = address.getCity();
                return city;
            }
        }
    }
    return "unknown";
}

使用Optional重构

public String getCityUsingOptional(Person person) {
    String city = Optional.ofNullable(person)
            .map(Person::getHouse)
            .map(House::getAddress)
            .map(Address::getCity).orElse("Unknown city");
    return city;
}

只使用了一行代码就获取到city值,不用再去不断的判断是否为空,这样写代码是不是很优雅呀。赶紧用Optional重构你的项目吧~

— end —

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原始发表:2019-06-28 ,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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  • 2. 糟糕的代码
  • 3. 解决空指针的"银弹"
  • 4. Optional使用入门
  • 5. 使用Optional重构代码
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