java新特性之Optional的詳細解析
Optional的使用詳解
1、Optional介紹
- Optional 類是一個可以為null的容器對象。如果值存在則isPresent()方法會返回true，調用get()方法會返回該對象。
- Optional 是個容器：它可以保存類型T的值，或者僅僅保存null。Optional提供很多有用的方法，這樣我們就不用顯式進行空值檢測。
- Optional 類的引入很好的解決空指針異常。
2、構建Optional
構建一個Optional對象；方法有：empty( )、of( )、ofNullable( )
//返回一個描述給定值的Optional ，如果不為null ，則返回一個空的Optional 。
//參數：值–描述的可能為null值
//類型參數：<T> –值的類型
//返回值：一個Optional與如果指定值是非當前值null ，否則一個空Optional
Optional.ofNullable("");
//返回一個Optional描述給定的非null值。
//參數：value –要描述的值，必須為非null
//類型參數：<T> –值的類型
//返回值：存在值的Optional
Optional.of("");
//返回一個空的Optional實例。 此Optional沒有值。
//類型參數：<T> –不存在的值的類型
//返回值：一個空的Optional
//api註意：盡管這樣做可能很誘人，但應通過將==與Optional.empty()返回的實例進行比較來避免測試對象是否為空。
// 不能保證它是一個單例。
// 而是使用isPresent()
Optional.empty();
3、Optional API 及源碼註解
package java.util;
import java.util.function.Consumer;
import java.util.function.Function;
import java.util.function.Predicate;
import java.util.function.Supplier;
import java.util.stream.Stream;
/**
一個可能包含也可能不包含非null值的容器對象。 如果存在值，則isPresent()返回true 。 如果不存在任何值，則該對象被視為空，並且isPresent()返回false 。
提供瞭其他取決於所包含值是否存在的方法，例如orElse() （如果不存在值，則返回默認值）和ifPresent() （如果存在值，則執行操作）。
這是一個基於值的類； 在Optional實例上使用標識敏感的操作（包括引用等於（ == ），標識哈希碼或同步）可能會產生不可預測的結果，應避免使用
*/
public final class Optional<T> {
/**
* empty()通用實例
*/
private static final Optional<?> EMPTY = new Optional<>();
/**
* 如果不為空，則為該值；否則為false。 如果為null，則表示不存在任何值
*/
private final T value;
/**
構造一個空實例。
impl註意：
通常，每個VM僅應存在一個空實例EMPTY
*/
private Optional() {
this.value = null;
}
/**
返回一個空的Optional實例。 此Optional沒有值。
類型參數：<T> –不存在的值的類型
返回值：一個空的Optional
api註意：
盡管這樣做可能很誘人，但應通過將==與Optional.empty()返回的實例進行比較來避免測試對象是否為空。 不能保證它是一個單例。 而是使用isPresent()
*/
public static<T> Optional<T> empty() {
@SuppressWarnings("unchecked")
Optional<T> t = (Optional<T>) EMPTY;
return t;
}
/**
使用描述的值構造一個實例。
參數：值–要描述的非null值
拋出：NullPointerException如果值為null
*/
private Optional(T value) {
this.value = Objects.requireNonNull(value);
}
/**
返回一個Optional描述給定的非null值。
參數：value –要描述的值，必須為非null
類型參數：<T> –值的類型
返回值：存在值的Optiona
*/
public static <T> Optional<T> of(T value) {
return new Optional<>(value);
}
/**
返回一個描述給定值的Optional ，如果不為null ，則返回一個空的Optional 。
參數：值–描述的可能為null值
類型參數：<T> –值的類型
返回值：一個Optional與如果指定值是非當前值null ，否則一個空Optional
*/
public static <T> Optional<T> ofNullable(T value) {
return value == null ? empty() : of(value);
}
/**
如果存在值，則返回該值，否則拋出NoSuchElementException 。
返回值：此Optional描述的非null值
拋出：NoSuchElementException如果不存在任何值
api註意：此方法的首選替代方法是orElseThrow() 。
*/
public T get() {
if (value == null) {
throw new NoSuchElementException("No value present");
}
return value;
}
/**
如果存在值，則返回true ，否則返回false 。
返回值：如果存在值，則為true ，否則為false
*/
public boolean isPresent() {
return value != null;
}
/**
如果不存在值，則返回true ，否則返回false 。
返回值：如果不存在值，則為true ，否則為false
*/
public boolean isEmpty() {
return value == null;
}
/**
如果存在值，則使用該值執行給定的操作，否則不執行任何操作。
參數：動作–要執行的動作（如果存在值）
*/
public void ifPresent(Consumer<? super T> action) {
if (value != null) {
action.accept(value);
}
}
/**
如果存在值，則使用該值執行給定的操作，否則執行給定的基於空的操作。
參數：動作–要執行的動作（如果存在值）emptyAction –要執行的基於空的操作（如果不存在任何值）
拋出：NullPointerException如果存在一個值並且給定的操作為null ，或者不存在任何值並且給定的基於空的操作為null
@since 9
*/
public void ifPresentOrElse(Consumer<? super T> action, Runnable emptyAction) {
if (value != null) {
action.accept(value);
} else {
emptyAction.run();
}
}
/**
如果存在一個值，並且該值與給定的謂詞匹配，則返回描述該值的Optional ，否則返回一個空的Optional 。
參數：謂詞–應用於值的謂詞（如果存在）
返回值：一個Optional描述此的值Optional ，如果一個值存在並且該值給定的謂詞相匹配，否則一個空Optional
拋出：NullPointerException如果謂詞為null
*/
public Optional<T> filter(Predicate<? super T> predicate) {
Objects.requireNonNull(predicate);
if (!isPresent()) {
return this;
} else {
return predicate.test(value) ? this : empty();
}
}
/**
如果存在值，則返回一個Optional描述（就像by ofNullable ），將給定映射函數應用於該值的結果，否則返回一個空的Optional 。
如果映射函數返回null結果，則此方法返回空的Optional
*/
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));
}
}
/**
如果存在一個值，則返回將給定Optional -bearing映射函數應用於該值的結果，否則返回一個空的Optional 。
此方法類似於map(Function) ，但是映射函數是其結果已經是Optional函數，如果調用該函數，則flatMap不會將其包裝在其他Optional 。
參數：mapper –應用於值的映射函數（如果存在）
類型參數：<U> –映射函數返回的Optional值的類型
返回值：施加的結果Optional荷瘤映射函數此的值Optional ，如果一個值存在，否則一個空Optional
拋出：NullPointerException如果映射函數為null或返回null結果
*/
public <U> Optional<U> flatMap(Function<? super T, ? extends Optional<? extends U>> mapper) {
Objects.requireNonNull(mapper);
if (!isPresent()) {
return empty();
} else {
@SuppressWarnings("unchecked")
Optional<U> r = (Optional<U>) mapper.apply(value);
return Objects.requireNonNull(r);
}
}
/**
如果值存在時，返回一個Optional描述的值，否則將返回一個Optional產生通過供給功能。
參數：供應商–產生要返回的Optional的供應功能
返回值：返回一個Optional描述此的值Optional ，如果一個值存在，否則Optional所生產的供應功能。
拋出：NullPointerException如果提供的函數為null或產生null結果
* @since 9
*/
public Optional<T> or(Supplier<? extends Optional<? extends T>> supplier) {
Objects.requireNonNull(supplier);
if (isPresent()) {
return this;
} else {
@SuppressWarnings("unchecked")
Optional<T> r = (Optional<T>) supplier.get();
return Objects.requireNonNull(r);
}
}
/**
如果存在值，則返回僅包含該值的順序Stream ，否則返回空Stream 。
返回值：作為Stream的可選值
* @since 9
*/
public Stream<T> stream() {
if (!isPresent()) {
return Stream.empty();
} else {
return Stream.of(value);
}
}
/**
如果存在值，則返回該值，否則返回other 。
參數：其他–要返回的值（如果不存在任何值）。 可以為null 。
返回值：值（如果存在），否則other
*/
public T orElse(T other) {
return value != null ? value : other;
}
/**
如果存在值，則返回該值，否則返回由供應函數產生的結果。
參數：供應商–產生要返回的值的供應函數
返回值：值（如果存在），否則提供功能產生的結果
*/
public T orElseGet(Supplier<? extends T> supplier) {
return value != null ? value : supplier.get();
}
/**
* If a value is present, returns the value, otherwise throws
* {@code NoSuchElementException}.
*
* @return the non-{@code null} value described by this {@code Optional}
* @throws NoSuchElementException if no value is present
* @since 10
*/
public T orElseThrow() {
if (value == null) {
throw new NoSuchElementException("No value present");
}
return value;
}
/**
如果存在值，則返回該值，否則拋出由異常提供函數產生的異常。
參數：exceptionSupplier –產生要拋出的異常的提供函數
類型參數：<X> –引發的異常類型
返回值：值（如果存在）
拋出：X –如果不存在任何值NullPointerException如果不存在任何值並且異常提供函數為null
api註意：帶有空參數列表的對異常構造函數的方法引用可用作提供者
*/
public <X extends Throwable> T orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier) throws X {
if (value != null) {
return value;
} else {
throw exceptionSupplier.get();
}
}
}
4、測試使用
4.1、構建
//返回一個描述給定值的Optional ，如果不為null ，則返回一個空的Optional 。
//參數：值–描述的可能為null值
//類型參數：<T> –值的類型
//返回值：一個Optional與如果指定值是非當前值null ，否則一個空Optional
Optional s1 = Optional.ofNullable(null);
// 構建一個value不可以為null的optional對象，如果of()的入參為null會報空指針異常；
Optional<MyUser> s2 = Optional.of(new MyUser("阿輝2","123456"));
// 構建一個value可以為null的optional對象；
Optional<MyUser> s3 = Optional.ofNullable(null);
System.out.println(s1);
System.out.println(s2);
System.out.println(s3);
/* 輸出
* Optional.empty
* Optional[MyUser{id='阿輝2', username='123456'}]
* Optional.empty
**/
4.2、判斷類
Optional<MyUser> myUser1 = Optional.empty();
Optional<MyUser> myUser2 = Optional.of(new MyUser("阿飛", "123456"));
// filter傳入一個lambda，lambda返回值為boolean；true:不做任何改變，false:返回一個空的optional；
Optional<MyUser> myUser3 = myUser2.filter(user -> "錯誤的密碼".equals(user.getUsername()));
// isPresent就是判斷value是不是null；我們在調用get之前，一定要先調用isPresent，因為直接如果value是null，直接調用get會報異常；
if (myUser1.isPresent()) {
MyUser value = myUser1.get();
System.out.println("optional value:" + value);
} else {
System.out.println("optional value==null");
}
// ifPresent傳入一段lambda，當value!=null時，執行裡面的邏輯；當當value==null時，啥都不幹；
myUser2.ifPresent(value -> System.out.println("optional value:" + value));
System.out.println(myUser3);
// 輸入如下：
//optional value==null
//optional value:MyUser{id='阿飛', username='123456'}
//Optional.empty
4.3、獲取類（常用）
Optional<MyUser> userInfoEmptyOpt = Optional.empty();
Optional<MyUser> userInfoOpt = Optional.of(new MyUser("阿飛","123456"));
// 1、直接獲取，註意如果value==null，會報NoSuchElementException異常
MyUser userInfo1 = userInfoOpt.get();
// 2、orElse可以傳入一個UserInfo類型的對象作為默認值;
// 當value!=null時，返回value值；當value==null時，返回默認值作為代替；
MyUser userInfo2 = userInfoEmptyOpt.orElse(new MyUser("阿飛1","123456"));
// 3、orElseGet和orElse不同的是orElseGet可以傳入一段lambda表達式；
// 當value!=null時，返回value值；
// 當value==null時，使用該lambda返回的對象作為默認值；
MyUser userInfo3 = userInfoEmptyOpt.orElseGet(() -> new MyUser("阿飛2","123456"));
// 4、orElseThrow可以傳入一段lambda表達式，lambda返回一個Exception；當value!=null時，返回value值；當value==null時，拋出該異常；
MyUser userInfo4 = userInfoOpt.orElseThrow(NullPointerException::new);
System.out.println(userInfo1);
System.out.println(userInfo2);
System.out.println(userInfo3);
System.out.println(userInfo4);
// 輸出如下：
// UserInfo(username=阿飛, password=123456)
// UserInfo(username=阿飛1, password=123456)
// UserInfo(username=阿飛2, password=123456)
// UserInfo(username=阿飛, password=123456)
4.4、轉換類
Optional<MyUser> userInfoOpt = Optional.of(new MyUser("阿飛","123456"));
// 原來value的類型是UserInfo，經過map轉換為Optional<String>
Optional<String> username = userInfoOpt.map(MyUser::getId);
// 當map的入參也是一個Optional時，經過map轉化後會形成Optional<Optional<String>>這種嵌套結構；但flatMap可以把這種嵌套結構打平；
Optional<Optional<String>> unFlatMap = userInfoOpt.map(user -> Optional.of(user.getId()));
Optional<String> flatMap = userInfoOpt.flatMap(user -> Optional.of(user.getId()));
System.out.println(username);
System.out.println(unFlatMap);
System.out.println(flatMap);
// 輸出如下：
// Optional[阿飛]
// Optional[Optional[阿飛]]
// Optional[阿飛]
4.5、測試API使用
import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;
import lombok.ToString;
import org.junit.Test;
import java.math.BigDecimal;
import java.util.Optional;
/**
* @version 1.0
* @author： crush
* @date： 2021-04-12 20:51
*/
public class OptionalStudy {
@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
@ToString
static class Employee {
private Long id;
private String name;
private Boolean leader;
}
@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
@ToString
static class Leader {
private Long employeeId;
private BigDecimal bonus;
}
/**
* 找到ID為1的員工，如果有獎金就打印出來，沒有就打印沒有獎金；
* @throws
*/
@Test
public void tst() {
Optional<Leader> leader = Optional.ofNullable(getEmployeeById(1L)
.filter(Employee::getLeader)
.map(Employee::getId)
.flatMap(this::getLeaderByEmployeeId)
.orElse(null));
if (leader.isPresent()) {
Optional.of(leader.map(Leader::getBonus).map(bonus -> String.format("員工ID為1的leader獎金為：%s", bonus)).orElse("員工ID為1的leader也沒有獎金")).ifPresent(System.out::println);
} else {
System.out.println("員工ID為1的leader未找到，他可能隻是一個基層員工，不配擁有獎金");
}
}
private Optional<Employee> getEmployeeById(Long id) {
//return Optional.of(new Employee(1L, "大老板", Boolean.TRUE));
return Optional.of(new Employee(1L, "大老板", Boolean.FALSE));
}
private Optional<Leader> getLeaderByEmployeeId(Long employeeId) {
//return employeeId == 1L ? Optional.of(new Leader(1L, BigDecimal.valueOf(1000000000))) : Optional.empty();
return employeeId == 1L ? Optional.of(new Leader(1L, null)) : Optional.empty();
}
}
平時：
項目裡的實例：
return Optional.ofNullable(iNewsMapper.selectNewsWithNewsCategoryById(id))
.orElseThrow(() -> new BaseException(DataSourceResponseEnum.SELECT_ERROR));
ofNullable:
返回一個描述給定值的Optional ，如果不為null ，則返回一個空的Optional 。
orElseThrow
如果存在值，則返回該值，否則拋出由異常提供函數產生的異常。
以前的寫法是：
if(iNewsMapper.selectNewsWithNewsCategoryById(id)==null){
throw new BaseException(DataSourceResponseEnum.SELECT_ERROR);
}
else{
return iNewsMapper.selectNewsWithNewsCategoryById(id);
}
這種寫法是比較醜陋的，為瞭避免上述醜陋的寫法，讓醜陋的設計變得優雅。JAVA8提供瞭Optional類來優化這種寫法。
例二：
Optional<News> news = Optional.ofNullable(iNewsMapper.selectNewsWithNewsCategoryById(id));
news.ifPresent(item -> {
item.setLastId(this.selectLastNewsId(id));
item.setNextId(this.selectNextNewsId(id));
taskExecutor.execute(() -> this.addReadCount(id, ip));
});
return news.orElseThrow(() -> new BaseException(DataSourceResponseEnum.SELECT_ERROR));
博主自己第一次知道Optional，這次看項目的時候，正好遇上瞭就去好好的康瞭一番。
我的建議是：喜歡就用，不喜歡就不用。
用的話看起來是會顯的更為優雅些，但是缺點也很明顯，邏輯性沒那麼明顯瞭。
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