Java8新特性——Optional类的使用(有效的避免空指针异常)

OPtional类的使用

概述

到目前为止，臭名昭著的空指针异常是导致Java应用程序失败的最常见原因。以前，为了解决空指针异常，Google公司著名的Guava项目引入了Optional类，Guava通过使用检查空值的方式来防止代码污染，它鼓励程序员写更干净的代码。受到Google Guava的启发，Optional类已经成为Java 8类库的一部分。
Optional实际上是个容器：它可以保存类型T的值，或者仅仅保存null。Optional提供很多有用的方法，这样我们就不用显式进行空值检测。
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。
Optional 类(java.util.Optional) 是一个容器类，代表一个值存在或不存在，原来用 null 表示一个值不存在，现在 Optional 可以更好的表达这个概念。并且可以避免空指针异常。

Optional类的常用方法：

Optional.empty() : 创建一个空的 Optional 实例
Optional.of(T t) : 创建一个 Optional 实例
Optional.ofNullable(T t):若 t 不为 null,创建 Optional 实例,否则创建空实例
isPresent() : 判断是否包含值
T get(): 如果调用对象包含值，返回该值，否则抛异常
orElse(T t) : 如果调用对象包含值，返回该值，否则返回t
orElseGet(Supplier s) :如果调用对象包含值，返回该值，否则返回 s 获取的值
map(Function f): 如果有值对其处理，并返回处理后的Optional，否则返回 Optional.empty()
flatMap(Function mapper):与 map 类似，要求返回值必须是Optional

代码演示

/**
 * 
 */
package com.xnn.Optional;

import java.util.Optional;

import org.junit.Test;

import com.xnn.lambda.Person;

/**
 * 类(接口)描述: Optional.of(T t) : 创建一个 Optional 实例 Optional.empty()
 * :创建一个空的Optional实例 Optional.ofNullable(T t):若 t 不为 null,创建 Optional 实例,否则创建空实例
 * isPresent() : 判断是否包含值 T get(): 如果调用对象包含值，返回该值，否则抛异常 orElse(T t) :
 * 如果调用对象包含值，返回该值，否则返回t orElseGet(Supplier s) :如果调用对象包含值，返回该值，否则返回 s 获取的值
 * map(Function f): 如果有值对其处理，并返回处理后的Optional，否则返回 Optional.empty()
 * flatMap(Function mapper):与 map 类似，要求返回值必须是Optional
 * 
 * @author xnn 2018年10月25日下午2:12:54
 */
public class TestOptional {
	@Test
	public void test() {
		// Optional.of(T t) : 创建一个 Optional 实例,参数也可为null 表示把null封装进了OPtional容器
		Optional<Person> optional = Optional.of(new Person("李四", 59, 6666.66));

		// T get(): 如果调用对象包含值，返回该值，否则抛异常
		Person person = optional.get();
		System.out.println("person" + person);
		System.out.println("===========");
		// 参数设为null的情况 会报空指针异常
		Optional<Person> optiona2 = Optional.of(null);
		System.out.println(optiona2.get());

	}
	@Test
	public void test1() {
		// Optional.empty() :创建一个空的Optional实例
		Optional<Person> empty = Optional.empty();
		// 因为Optional容器里面是空的 所以报了个NoSuchElementException，这样容易定位空指针
		// 和Optional.of(null)还不太一样。Optional.of(null).get()就报了个空指针
		System.out.println("empty.get():" + empty.get());
	}
	@Test
	public void test2() {
		// Optional.ofNullable(T t):若 t 不为 null,创建 Optional 实例,否则创建空实例
		Optional<Object> nullable = Optional.ofNullable(null);
		// T为null创建空实例，融合了of()方法的缺陷
		System.out.println("nullable:" + nullable);
	}
	@Test
	public void test3() {
		Optional<Object> nullable = Optional.ofNullable(null);

		// isPresent() : 判断是否包含值 nullable为空 所以返回false
		boolean present = nullable.isPresent();
		System.out.println("present:" + present);
	}
	@Test
	public void test4() {
		Optional<Person> optional = Optional.of(new Person("李四", 59, 6666.66));
		// orElse(T t) : 如果调用对象包含值，返回该值，否则返回t
		// 就是先看optional这个容器里面有值与否 若有，则直接返回 若没有 返回T
		Object orElse = optional.orElse(new Person());
		System.out.println(orElse);

	}
	@Test
	public void test5() {
		// orElseGet(Supplier s) :如果调用对象(调用者是Optional类)包含值，返回该值，否则返回 s 获取的值
		// 和上面不同的是这里的参数需要我们提供一个Supplier类型的函数式接口
		// ，这样我们就可以在Lambda表达式体中写自己的逻辑没最后返回个T
		Optional<Person> optional = Optional.of(new Person("李四", 59, 6666.66));
		Person orElseGet = optional.orElseGet(() -> new Person());
		// 因为optional包含的对象是有值的。所以返回new Person("李四", 59, 6666.66)
		System.out.println("orElseGet:" + orElseGet);
		Optional<Object> nullable = Optional.ofNullable(null);
		// 这个nulllable时空的
		Object elseGet = nullable.orElseGet(() -> new Person());
		// 所以返回参数(函数式接口与返回的值，即无参构造器返回的是默认值)
		System.out.println("elseGet:" + elseGet);
	}
	@Test
	public void test6() {
		// map(Function f): 如果有值对其处理，并返回处理后的Optional，否则返回 Optional.empty()
		Optional<Person> optional = Optional.of(new Person("李四", 59, 6666.66));
		Optional<String> map = optional.map(Person::getName);
		System.out.println("map:"+map);
	}
	@Test
	public void test7() {
		// flatMap(Function mapper):与 map 类似，
		Optional<Person> optional = Optional.of(new Person("李四", 59, 6666.66));
		//要求返回值必须是Optional  所以在参数那里 Lambda表达式的返回值用Optional包装了一层
		Optional<String> flatMap = optional.flatMap((e) -> Optional.of(e.getName()));
		System.out.println("flatMap"+flatMap);
	}
}

运行结果

nullable:Optional.empty
present:false
Person [name=李四, age=59, salary=6666.66, status=null]
orElseGet:Person [name=李四, age=59, salary=6666.66, status=null]
elseGet:Person [name=null, age=0, salary=0.0, status=null]
map:Optional[李四]
flatMapOptional[李四]

一个小应用场景

父亲类：

package com.xnn.Optional;

/**
 * 类(接口)描述:
 * @author xnn
 * 2018年10月25日下午3:21:31
 */
public class Father {
private Son son;

public Father() {
	super();
}
public Father(Son son) {
	super();
	this.son = son;
}
public Son getSon() {
	return son;
}
public void setSon(Son son) {
	this.son = son;
}

@Override
public String toString() {
	return "Father [son=" + son + "]";
}

}

son 类

package com.xnn.Optional;

/**
 * 类(接口)描述:
 * @author xnn
 * 2018年10月25日下午3:21:51
 */
public class Son {
private String name;

public Son() {
	super();
}
public Son(String name) {
	super();
	this.name = name;
}
public String getName() {
	return name;
}
public void setName(String name) {
	this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
	return "Son [name=" + name + "]";
}

}

现做一个小功能 传进来一个Father对象 返回他的儿子的名字 为了确保不出现空指针异常，我们通常的做法是
1、判断传进来的Father是否为空，若为空 什么也不做 若不为空 获取其son属性
2、判断son是否为空 若为空 返回null 若不为空 调用son的getName()方法进行返回
若属性太多，或者是包装的层数过多，则会导致很深的if嵌套 造成代码可读性变差
因此 我们改变Father类 把son属性用Optional类包装

/**
 * 
 */
package com.xnn.Optional;

import java.util.Optional;

/**
 * 类(接口)描述:
 * @author xnn
 * 2018年10月25日下午3:30:00
 */
public class Father2 {
	
private Optional<Son> son = 
//保证OPtional类不为空
Optional.empty();
public Father2() {
	super();
}
public Father2(Optional<Son> son) {
	super();
	this.son = son;
}

public Optional<Son> getSon() {
	return son;
}
public void setSon(Optional<Son> son) {
	this.son = son;
}



@Override
public String toString() {
	return "Father2 [son=" + son + "]";
}

}

测试类

@Test
	public void test8() {
		Father father =new Father();
		//报了个空指针
		//getSonName(father);
		//可以用if判断语句嵌套判断 避免空指针 但若嵌套太深  代码可读性也会变差
		Optional<Father2> optional = Optional.ofNullable(new Father2(Optional.ofNullable(new Son("小明"))));
		System.out.println(getSonName1(optional));;
	}
	//需求：获取父亲的儿子的名字
	public String getSonName(Father father) {
		return father.getSon().getName(); 
	}
	//传进来的father也有可能为空   所以用Optional包装
	public String getSonName1(Optional<Father2> optional) {
		//若传进来的对象为空没给一个默认值，保证了传进来的对象不会为空
		return optional.orElse(new Father2())
		        .getSon()
		        //这个人可能还没有儿子，若没有 默认为孙悟空   避免了getName()方法的空指针
		        .orElse(new Son("孙悟空"))
		        .getName();
	}

结果

小明