利用Java8 Optional類優(yōu)雅如何地解決空指針問題

更新時間：2020年11月17日 16:43:51 作者：愛笑的架構(gòu)師

這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于如何利用Java8 Optional類優(yōu)雅解決空指針問題的相關(guān)資料，文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

前言

Java8 由Oracle在2014年發(fā)布，是繼Java5之后最具革命性的版本。

Java8吸收其他語言的精髓帶來了函數(shù)式編程，lambda表達(dá)式，Stream流等一系列新特性，學(xué)會了這些新特性，可以讓你實(shí)現(xiàn)高效編碼優(yōu)雅編碼。

1. 不受待見的空指針異常

有個小故事：null引用最早是由英國科學(xué)家Tony Hoare提出的，多年后Hoare為自己的這個想法感到后悔莫及，并認(rèn)為這是"價值百萬的重大失誤"。可見空指針是多么不受待見。

NullPointerException是Java開發(fā)中最常遇見的異常，遇到這種異常我們通常的解決方法是在調(diào)用的地方加一個if判空。

if判空越多會造成過多的代碼分支，后續(xù)代碼維護(hù)也就越來越復(fù)雜。

2. 糟糕的代碼

比如看下面這個例子，使用過多的if判空。

Person對象里定義了House對象，House對象里定義了Address對象：

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;
 }
}

現(xiàn)在獲取這個人買房的城市，那么通常會這樣寫：

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

但是這樣寫容易出現(xiàn)空指針的問題，比如這個人沒有房，House對象為null。接著你會改造這段代碼，加上很多判斷條件：

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";
}

為了避免空指針異常，每一層都加上判斷，但是這樣會造成代碼嵌套太深，不易維護(hù)。

你可能想到如何改造上面的代碼，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();
}

但是這樣簡單的代碼已經(jīng)加入了三個退出條件，非常不利于后面代碼維護(hù)。那怎樣才能將代碼寫的優(yōu)雅一點(diǎn)呢，下面引入今天的主角"Optional"。

3. 解決空指針的"銀彈"

從Java8開始引入了一個新類 java.util.Optional，這是一個對象的容器，意味著可能包含或者沒有包含一個非空的值。下面重點(diǎn)看一下Optional的常用方法：

public final class Optional<T> {
 // 通過指定非空值創(chuàng)建Optional對象
 // 如果指定的值為null，會拋空指針異常
 public static <T> Optional<T> of(T value) {
  return new Optional<>(value);
 }
 
 // 通過指定可能為空的值創(chuàng)建Optional對象
 public static <T> Optional<T> ofNullable(T value) {
  return value == null ? empty() : of(value);
 }

 // 返回值，不存在拋異常
 public T get() {
  if (value == null) {
   throw new NoSuchElementException("No value present");
  }
  return value;
 }
 
 // 如果值存在，根據(jù)consumer實(shí)現(xiàn)類消費(fèi)該值
 public void ifPresent(Consumer<? super T> consumer) {
  if (value != null)
   consumer.accept(value);
 }
 
 // 如果值存在則返回，如果值為空則返回指定的默認(rèn)值
 public T orElse(T other) {
  return value != null ? value : other;
 }

 // map flatmap等方法與Stream使用方法類似，這里不再贅述，讀者可以參考之前的Stream系列。
}

以上就是Optional類常用的方法，使用起來非常簡單。

4. Optional使用入門

（1）創(chuàng)建Optional實(shí)例

創(chuàng)建空的Optional對象?？梢酝ㄟ^靜態(tài)工廠方法Optional.Empty() 創(chuàng)建一個空的對象，例如：

Optional<Person> optionalPerson = Optional.Empty();

指定非空值創(chuàng)建Optional對象。

Person person = new Person();
Optional<Person> optionalPerson = Optional.of(person);

指定可能為空的值創(chuàng)建Optional對象。

Person person = null; // 可能為空
Optional<Person> optionalPerson = Optional.of(person);

（2）常用方法

ifPresent

如果值存在，則調(diào)用consumer實(shí)例消費(fèi)該值，否則什么都不執(zhí)行。舉個栗子：

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

在三個方法在前面講Stream的時候已經(jīng)詳細(xì)講解過，讀者可以翻看之前寫的文章，這里不再贅述。

orElse

如果value為空，則返回默認(rèn)值，舉個栗子：

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

orElseGet

如果value為空，則調(diào)用Supplier實(shí)例返回一個默認(rèn)值。舉個例子：

public void test2(String city) {
 // 如果city為空，則調(diào)用generateDefaultCity方法
 String defaultCity = Optional.of(city).orElseGet(this::generateDefaultCity);
}

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

orElseThrow

如果value為空，則拋出自定義異常。舉個栗子：

public void test3(String city) {
 // 如果city為空，則拋出空指針異常。
 String defaultCity = Optional.of(city).orElseThrow(NullPointerException::new);
}

5. 使用Optional重構(gòu)代碼

再看一遍重構(gòu)之前的代碼，使用了三個if使代碼嵌套層次變得很深。

// 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重構(gòu)

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

只使用了一行代碼就獲取到city值，不用再去不斷的判斷是否為空，這樣寫代碼是不是很優(yōu)雅呀。趕緊用Optional重構(gòu)你的項(xiàng)目吧~