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扣丁學(xué)堂解析Java8如何妙用Optional解決NPE問題詳解

2018-06-13 13:04:16 1453瀏覽

在Java培訓(xùn)中，null代表一個不存在的對象，如果對它進行操作就會拋出java.lang.NullPointerException異常，下面扣丁學(xué)堂小編整理一下關(guān)于JAVA8如何妙用Optional解決NPE問題的相關(guān)資料，需要的朋友可以參考下。

NPE（NullPointerException）是調(diào)試程序最常見的異常。google一下有很多關(guān)于方法到底應(yīng)該返回null還是new一個空對象的討論。

在文章的開頭，先說下NPE問題，NPE問題就是，我們在開發(fā)中經(jīng)常碰到的NullPointerException.假設(shè)我們有兩個類，他們的UML類圖如下圖所示

在這種情況下，有如下代碼

user.getAddress().getProvince();

這種寫法，在user為null時，是有可能報NullPointerException異常的。為了解決這個問題，于是采用下面的寫法

if(user!=null){

Addressaddress=user.getAddress();

if(address!=null){

Stringprovince=address.getProvince();

}

}

這種寫法是比較丑陋的，為了避免上述丑陋的寫法，讓丑陋的設(shè)計變得優(yōu)雅。JAVA8提供了Optional類來優(yōu)化這種寫法，接下來的正文部分進行詳細說明

API介紹

先介紹一下API，與其他文章不同的是，本文采取類比的方式來講，同時結(jié)合源碼。而不像其他文章一樣，一個個API羅列出來，讓人找不到重點。

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

這四個函數(shù)之間具有相關(guān)性，因此放在一組進行記憶。

先說明一下，Optional(Tvalue)，即構(gòu)造函數(shù)，它是private權(quán)限的，不能由外部調(diào)用的。其余三個函數(shù)是public權(quán)限，供我們所調(diào)用。那么，Optional的本質(zhì)，就是內(nèi)部儲存了一個真實的值，在構(gòu)造的時候，就直接判斷其值是否為空。好吧，這么說還是比較抽象。直接上Optional(Tvalue)構(gòu)造函數(shù)的源碼，如下圖所示

那么，of(Tvalue)的源碼如下

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

returnnewOptional<>(value);

}

也就是說of(Tvalue)函數(shù)內(nèi)部調(diào)用了構(gòu)造函數(shù)。根據(jù)構(gòu)造函數(shù)的源碼我們可以得出兩個結(jié)論:

(1)通過of(Tvalue)函數(shù)所構(gòu)造出的Optional對象，當(dāng)Value值為空時，依然會報NullPointerException。

(2)通過of(Tvalue)函數(shù)所構(gòu)造出的Optional對象，當(dāng)Value值不為空時，能正常構(gòu)造Optional對象。

除此之外呢，Optional類內(nèi)部還維護一個value為null的對象，大概就是長下面這樣的

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對象。

好了鋪墊了這么多，可以說ofNullable(Tvalue)的作用了，上源碼

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

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

}

好吧，大家應(yīng)該都看得懂什么意思了。相比較of(Tvalue)的區(qū)別就是，當(dāng)value值為null時，of(Tvalue)會報NullPointerException異常；ofNullable(Tvalue)不會throwException，ofNullable(Tvalue)直接返回一個EMPTY對象。

那是不是意味著，我們在項目中只用ofNullable函數(shù)而不用of函數(shù)呢?

不是的，一個東西存在那么自然有存在的價值。當(dāng)我們在運行過程中，不想隱藏NullPointerException。而是要立即報告，這種情況下就用Of函數(shù)。但是不得不承認，這樣的場景真的很少。博主也僅在寫junit測試用例中用到過此函數(shù)。

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

這三個函數(shù)放一組進行記憶，都是在構(gòu)造函數(shù)傳入的value值為null時，進行調(diào)用的。orElse和orElseGet的用法如下所示，相當(dāng)于value值為null時，給予一個默認值:

@Test

publicvoidtest(){

Useruser=null;

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

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

}

publicUsercreateUser(){

Useruser=newUser();

user.setName("zhangsan");

returnuser;

}

這兩個函數(shù)的區(qū)別：當(dāng)user值不為null時，orElse函數(shù)依然會執(zhí)行createUser()方法，而orElseGet函數(shù)并不會執(zhí)行createUser()方法，大家可自行測試。

至于orElseThrow，就是value值為null時,直接拋一個異常出去，用法如下所示

Useruser=null;

Optional.ofNullable(user).orElseThrow(()->newException("用戶不存在"));

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

這兩個函數(shù)放在一組記憶，這兩個函數(shù)做的是轉(zhuǎn)換值的操作。

直接上源碼

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));

}

}

}

這兩個函數(shù)，在函數(shù)體上沒什么區(qū)別。唯一區(qū)別的就是入?yún)ⅲ琺ap函數(shù)所接受的入?yún)㈩愋蜑镕unction<?superT,?extendsU>，而flapMap的入?yún)㈩愋蜑镕unction<?superT,Optional<U>>。

在具體用法上，對于map而言:

如果User結(jié)構(gòu)是下面這樣的

publicclassUser{

privateStringname;

publicStringgetName(){

returnname;

}

}

這時候取name的寫法如下所示

?

1

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

對于flatMap而言:

如果User結(jié)構(gòu)是下面這樣的

publicclassUser{

privateStringname;

publicOptional<String>getName(){

returnOptional.ofNullable(name);

}

}

這時候取name的寫法如下所示

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

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

這兩個函數(shù)放在一起記憶，isPresent即判斷value值是否為空，而ifPresent就是在value值不為空時，做一些操作。這兩個函數(shù)的源碼如下

publicfinalclassOptional<T>{

//省略....

publicbooleanisPresent(){

returnvalue!=null;

}

//省略...

publicvoidifPresent(Consumer<?superT>consumer){

if(value!=null)

consumer.accept(value);

}

}

需要額外說明的是，大家千萬不要把

if(user!=null){

//TODO:dosomething

}

給寫成

Useruser=Optional.ofNullable(user);

if(Optional.isPresent()){

//TODO:dosomething

}

因為這樣寫，代碼結(jié)構(gòu)依然丑陋。博主會在后面給出正確寫法

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

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

//TODO:dosomething

});

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

不多說，直接上源碼

publicfinalclassOptional<T>{

//省略....

Objects.requireNonNull(predicate);

if(!isPresent())

returnthis;

else

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

}

filter方法接受一個Predicate來對Optional中包含的值進行過濾，如果包含的值滿足條件，那么還是返回這個Optional；否則返回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的長度是小于6的，則返回。如果是大于6的，則返回一個EMPTY對象。

實戰(zhàn)使用

例一

在函數(shù)方法中

以前寫法

publicStringgetCity(Useruser)throwsException{

if(user!=null){

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

Addressaddress=user.getAddress();

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

returnaddress.getCity();

}

}

}

thrownewExcpetion("取值錯誤");

}

JAVA8寫法

publicStringgetCity(Useruser)throwsException{

returnOptional.ofNullable(user)

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

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

.orElseThrow(()->newException("取指錯誤"));

}

例二

比如，在主程序中

以前寫法

if(user!=null){

dosomething(user);

}

JAVA8寫法

Optional.ofNullable(user)

.ifPresent(u->{

dosomething(u);

});

例三

以前寫法

publicUsergetUser(Useruser)throwsException{

if(user!=null){

Stringname=user.getName();

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

returnuser;

}

}else{

user=newUser();

user.setName("zhangsan");

returnuser;

}

}

java8寫法

publicUsergetUser(Useruser){

returnOptional.ofNullable(user)

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

.orElseGet(()->{

Useruser1=newUser();

user1.setName("zhangsan");

returnuser1;

});

}

其他的例子，不一一列舉了。不過，博主認為，其實采用這種鏈式編程，雖然代碼優(yōu)雅了。但是，邏輯性沒那么明顯，可讀性有所降低，大家項目中看情況酌情使用。

以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，如果有疑問大家可以留言交流，最后想要了解更多內(nèi)容的小伙伴可以登錄扣丁學(xué)堂官網(wǎng)咨詢?？鄱W(xué)堂是專業(yè)的Java培訓(xùn)機構(gòu)，不僅有專業(yè)的老師和與時俱進的課程體系，還有大量的Java視頻教程供學(xué)員掛看學(xué)習(xí)哦?？鄱W(xué)堂Java技術(shù)交流群：670348138。

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