扣丁学堂解析Java8如何妙用Optional解决NPE问题详解

2018-06-13 13:04:16 614浏览

在Java培训中，null代表一个不存在的对象，如果对它进行操作就会抛出java.lang.NullPointerException异常，下面扣丁学堂小编整理一下关于JAVA8如何妙用Optional解决NPE问题的相关资料，需要的朋友可以参考下。

NPE（NullPointerException）是调试程序最常见的异常。google一下有很多关于方法到底应该返回null还是new一个空对象的讨论。

在文章的开头，先说下NPE问题，NPE问题就是，我们在开发中经常碰到的NullPointerException.假设我们有两个类，他们的UML类图如下图所示

在这种情况下，有如下代码

user.getAddress().getProvince();

这种写法，在user为null时，是有可能报NullPointerException异常的。为了解决这个问题，于是采用下面的写法

if(user!=null){

Addressaddress=user.getAddress();

if(address!=null){

Stringprovince=address.getProvince();

}

}

这种写法是比较丑陋的，为了避免上述丑陋的写法，让丑陋的设计变得优雅。JAVA8提供了Optional类来优化这种写法，接下来的正文部分进行详细说明

API介绍

先介绍一下API，与其他文章不同的是，本文采取类比的方式来讲，同时结合源码。而不像其他文章一样，一个个API罗列出来，让人找不到重点。

(1)Optional(Tvalue),empty(),of(Tvalue),ofNullable(Tvalue)

这四个函数之间具有相关性，因此放在一组进行记忆。

先说明一下，Optional(Tvalue)，即构造函数，它是private权限的，不能由外部调用的。其余三个函数是public权限，供我们所调用。那么，Optional的本质，就是内部储存了一个真实的值，在构造的时候，就直接判断其值是否为空。好吧，这么说还是比较抽象。直接上Optional(Tvalue)构造函数的源码，如下图所示

那么，of(Tvalue)的源码如下

publicstatic<T>Optional<T>of(Tvalue){

returnnewOptional<>(value);

}

也就是说of(Tvalue)函数内部调用了构造函数。根据构造函数的源码我们可以得出两个结论:

(1)通过of(Tvalue)函数所构造出的Optional对象，当Value值为空时，依然会报NullPointerException。

(2)通过of(Tvalue)函数所构造出的Optional对象，当Value值不为空时，能正常构造Optional对象。

除此之外呢，Optional类内部还维护一个value为null的对象，大概就是长下面这样的

publicfinalclassOptional<T>{

//省略....

privatestaticfinalOptional<?>EMPTY=newOptional<>();

privateOptional(){

this.value=null;

}

//省略...

publicstatic<T>Optional<T>empty(){

@SuppressWarnings("unchecked")

Optional<T>t=(Optional<T>)EMPTY;

returnt;

}

}

那么，empty()的作用就是返回EMPTY对象。

好了铺垫了这么多，可以说ofNullable(Tvalue)的作用了，上源码

publicstatic<T>Optional<T>ofNullable(Tvalue){

returnvalue==null?empty():of(value);

}

好吧，大家应该都看得懂什么意思了。相比较of(Tvalue)的区别就是，当value值为null时，of(Tvalue)会报NullPointerException异常；ofNullable(Tvalue)不会throwException，ofNullable(Tvalue)直接返回一个EMPTY对象。

那是不是意味着，我们在项目中只用ofNullable函数而不用of函数呢?

不是的，一个东西存在那么自然有存在的价值。当我们在运行过程中，不想隐藏NullPointerException。而是要立即报告，这种情况下就用Of函数。但是不得不承认，这样的场景真的很少。博主也仅在写junit测试用例中用到过此函数。

(2)orElse(Tother)，orElseGet(Supplier<?extendsT>other)和orElseThrow(Supplier<?extendsX>exceptionSupplier)

这三个函数放一组进行记忆，都是在构造函数传入的value值为null时，进行调用的。orElse和orElseGet的用法如下所示，相当于value值为null时，给予一个默认值:

@Test

publicvoidtest(){

Useruser=null;

user=Optional.ofNullable(user).orElse(createUser());

user=Optional.ofNullable(user).orElseGet(()->createUser());

}

publicUsercreateUser(){

Useruser=newUser();

user.setName("zhangsan");

returnuser;

}

这两个函数的区别：当user值不为null时，orElse函数依然会执行createUser()方法，而orElseGet函数并不会执行createUser()方法，大家可自行测试。

至于orElseThrow，就是value值为null时,直接抛一个异常出去，用法如下所示

Useruser=null;

Optional.ofNullable(user).orElseThrow(()->newException("用户不存在"));

(3)map(Function<?superT,?extendsU>mapper)和flatMap(Function<?superT,Optional<U>>mapper)

这两个函数放在一组记忆，这两个函数做的是转换值的操作。

直接上源码

publicfinalclassOptional<T>{

//省略....

public<U>Optional<U>map(Function<?superT,?extendsU>mapper){

Objects.requireNonNull(mapper);

if(!isPresent())

returnempty();

else{

returnOptional.ofNullable(mapper.apply(value));

}

}

//省略...

public<U>Optional<U>flatMap(Function<?superT,Optional<U>>mapper){

Objects.requireNonNull(mapper);

if(!isPresent())

returnempty();

else{

returnObjects.requireNonNull(mapper.apply(value));

}

}

}

这两个函数，在函数体上没什么区别。唯一区别的就是入参，map函数所接受的入参类型为Function<?superT,?extendsU>，而flapMap的入参类型为Function<?superT,Optional<U>>。

在具体用法上，对于map而言:

如果User结构是下面这样的

publicclassUser{

privateStringname;

publicStringgetName(){

returnname;

}

}

这时候取name的写法如下所示

?

1

Stringcity=Optional.ofNullable(user).map(u->u.getName()).get();

对于flatMap而言:

如果User结构是下面这样的

publicclassUser{

privateStringname;

publicOptional<String>getName(){

returnOptional.ofNullable(name);

}

}

这时候取name的写法如下所示

Stringcity=Optional.ofNullable(user).flatMap(u->u.getName()).get();

(4)isPresent()和ifPresent(Consumer<?superT>consumer)

这两个函数放在一起记忆，isPresent即判断value值是否为空，而ifPresent就是在value值不为空时，做一些操作。这两个函数的源码如下

publicfinalclassOptional<T>{

//省略....

publicbooleanisPresent(){

returnvalue!=null;

}

//省略...

publicvoidifPresent(Consumer<?superT>consumer){

if(value!=null)

consumer.accept(value);

}

}

需要额外说明的是，大家千万不要把

if(user!=null){

//TODO:dosomething

}

给写成

Useruser=Optional.ofNullable(user);

if(Optional.isPresent()){

//TODO:dosomething

}

因为这样写，代码结构依然丑陋。博主会在后面给出正确写法

至于ifPresent(Consumer<?superT>consumer)，用法也很简单，如下所示

Optional.ofNullable(user).ifPresent(u->{

//TODO:dosomething

});

(5)filter(Predicate<?superT>predicate)

不多说，直接上源码

publicfinalclassOptional<T>{

//省略....

Objects.requireNonNull(predicate);

if(!isPresent())

returnthis;

else

returnpredicate.test(value)?this:empty();

}

filter方法接受一个Predicate来对Optional中包含的值进行过滤，如果包含的值满足条件，那么还是返回这个Optional；否则返回Optional.empty。

用法如下

Optional<User>user1=Optional.ofNullable(user).filter(u->u.getName().length()<6);

如上所示，如果user的name的长度是小于6的，则返回。如果是大于6的，则返回一个EMPTY对象。

实战使用

例一

在函数方法中

以前写法

publicStringgetCity(Useruser)throwsException{

if(user!=null){

if(user.getAddress()!=null){

Addressaddress=user.getAddress();

if(address.getCity()!=null){

returnaddress.getCity();

}

}

}

thrownewExcpetion("取值错误");

}

JAVA8写法

publicStringgetCity(Useruser)throwsException{

returnOptional.ofNullable(user)

.map(u->u.getAddress())

.map(a->a.getCity())

.orElseThrow(()->newException("取指错误"));

}

例二

比如，在主程序中

以前写法

if(user!=null){

dosomething(user);

}

JAVA8写法

Optional.ofNullable(user)

.ifPresent(u->{

dosomething(u);

});

例三

以前写法

publicUsergetUser(Useruser)throwsException{

if(user!=null){

Stringname=user.getName();

if("zhangsan".equals(name)){

returnuser;

}

}else{

user=newUser();

user.setName("zhangsan");

returnuser;

}

}

java8写法

publicUsergetUser(Useruser){

returnOptional.ofNullable(user)

.filter(u->"zhangsan".equals(u.getName()))

.orElseGet(()->{

Useruser1=newUser();

user1.setName("zhangsan");

returnuser1;

});

}

其他的例子，不一一列举了。不过，博主认为，其实采用这种链式编程，虽然代码优雅了。但是，逻辑性没那么明显，可读性有所降低，大家项目中看情况酌情使用。

以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，最后想要了解更多内容的小伙伴可以登录扣丁学堂官网咨询。扣丁学堂是专业的Java培训机构，不仅有专业的老师和与时俱进的课程体系，还有大量的Java视频教程供学员挂看学习哦。扣丁学堂Java技术交流群：670348138。

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