如何使用Java中的Optional

Z时代
2024-01-10
分类：综合

NullPointerException是非常常见的异常。由于它，程序往往需要大量使用if-else代码块来处理空值，这使得代码看起来不简洁优雅，且不方便自己和他人阅读。本文介绍如何用Optional类来处理null值问题。

Optional类

先来看一段代码：


String isocode = user.getAddress().getCountry().getIsocode().toUpperCase();

这段代码在任何一个方法调用时，都有可能抛出NullPointerException。

而通常我们的处理方式是不断地利用if代码块来确保上一步的值不为空并执行下一步代码。


if (user != null) {
  Address address = user.getAddress();
  if (address != null) {
    Country country = address.getCountry();
    if (country != null) {
      String isocode = country.getIsocode();
      if (isocode != null) {
        isocode = isocode.toUpperCase();
      }
    }
  }
}

嗯，一股切割器cutter的味道。

Optional类是Java8为了解决null值判断问题，借鉴google guava类库的Optional类而引入的一个同名Optional类，使用Optional类可以避免显式的null值判断（null的防御性检查），避免null导致的NPE（NullPointerException）。

如何创建Optional实例

Optional类没有公共构造函数。但是确提供了三个静态方法在不同情形下根据需求创建Optional实例。

Optional.of()

这个方法要求你传入一个不为空的值（不一定是引用类型，也可以是原始类型），

所以下面这种写法还是会抛出一个NullPointerException异常：


Optional.of(null);

可见Optional并不能完全避免NullPointerException，关键在于你是否正确以及规范地使用它。

但大多数情况下，我们使用Optional正是由于无法确定值是否为空。在这种情况下，我们使用下面这个方法。

Optional.ofNullable()

这个方法允许你传入空值或者非空值。

Optional.empty()

这个方法会返回一个包装空值的Optional实例。也许你会觉得它会有点鸡肋（我一开始也是这么认为的）。

考虑以下代码：


int dividend = 10, divisor = 0;
int result = dividend / divisor;
Optional<Integer> o = Optional.of(result);

显然它会在运行期抛出ArithmeticException异常，这使得后续对于o的可能存在的操作因异常而终止。

改写如下：


int dividend = 10, divisor = 0;
Optional<Integer> o;
try {    
  int result = dividend / divisor;    
  o = Optional.of(result);
} catch (ArithmeticException e) {  
  o = Optional.empty();
}

访问Optional实例的值

get()

它的源码：


public T get() {    
  if (value == null) {
    throw new NoSuchElementException("No value present");    
  }    
  return value;
}

当Optional实例包装的是一个空值时，它会抛出NoSuchElementException。

所以在调用get()方法前我们还是需要判断Optional是否包装空值。

使用ifPresent()方法来判断其包装的是否是空值：


public static String getGender(Student student) {
  Optional<Student> stuOpt = Optional.ofNullable(student);
   if(stuOpt.isPresent()) {
      return stuOpt.get().getGender();
   }
   return "Unkown";
 }

而这其实是一种很糟糕的写法，因为这种用法不但没有减少null的防御性检查，而且增加了Optional包装的过程，违背了Optional设计的初衷，因此开发中要避免这种糟糕的使用。下文会介绍相对更好的写法。

获取默认值

Optional提供了两种方法来返回默认值。

orElse()

orElse()会在Optional有值时返回它的值，否则就会返回传入的默认值。


public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    System.out.println(getGender(null));    
  }    
  public static String getGender(Student student) {
    Student stuOpt = Optional.ofNullable(student).orElse(new Student();        
    return stuOpt.getGender();    
  }
}

orElseGet()

orElseGet()则稍有不同，它会在Optional有值时返回其值，否则就会执行作为参数传入的Supplier实例的get()方法，并返回其执行结果。


public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    System.out.println(getGender(null));    
  }    
  public static String getGender(Student student) {
    Student stuOpt = Optional.ofNullable(student).orElseGet(Student::new);      
    return stuOpt.getGender();    
  }
}

两者的不同之处