JAVA8使用Optional解決NPE問(wèn)題的方法

這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)JAVA8使用Optional解決NPE問(wèn)題的方法，小編覺(jué)得挺實(shí)用的，因此分享給大家做個(gè)參考，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲。

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引言

NPE（NullPointerException）是調(diào)試程序最常見(jiàn)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(gè)空對(duì)象的討論。

在文章的開(kāi)頭，先說(shuō)下NPE問(wèn)題，NPE問(wèn)題就是，我們?cè)陂_(kāi)發(fā)中經(jīng)常碰到的NullPointerException.假設(shè)我們有兩個(gè)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(xiě)法，在user為null時(shí)，是有可能報(bào)NullPointerException異常的。為了解決這個(gè)問(wèn)題，于是采用下面的寫(xiě)法

if(user!=null){
 Address address = user.getAddress();
 if(address!=null){
 String province = address.getProvince();
 }
}

這種寫(xiě)法是比較丑陋的，為了避免上述丑陋的寫(xiě)法，讓丑陋的設(shè)計(jì)變得優(yōu)雅。JAVA8提供了Optional類來(lái)優(yōu)化這種寫(xiě)法，接下來(lái)的正文部分進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)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(lái)講，同時(shí)結(jié)合源碼。而不像其他文章一樣，一個(gè)個(gè)API羅列出來(lái)，讓人找不到重點(diǎn)。

(1)Optional(T value),empty(),of(T value),ofNullable(T value)

這四個(gè)函數(shù)之間具有相關(guān)性，因此放在一組進(jìn)行記憶。

先說(shuō)明一下，Optional(T value)，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(gè)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?jī)?chǔ)存了一個(gè)真實(shí)的值，在構(gòu)造的時(shí)候，就直接判斷其值是否為空。好吧，這么說(shuō)還是比較抽象。直接上Optional(T value)構(gòu)造函數(shù)的源碼，如下圖所示

那么，of(T value)的源碼如下

public static <T> Optional<T> of(T value) {
 return new Optional<>(value);
 }

也就是說(shuō)of(T value)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(gè)結(jié)論:

(1)通過(guò)of(T value)函數(shù)所構(gòu)造出的Optional對(duì)象，當(dāng)Value值為空時(shí)，依然會(huì)報(bào)NullPointerException。

(2)通過(guò)of(T value)函數(shù)所構(gòu)造出的Optional對(duì)象，當(dāng)Value值不為空時(shí)，能正常構(gòu)造Optional對(duì)象。

除此之外呢，Optional類內(nèi)部還維護(hù)一個(gè)value為null的對(duì)象，大概就是長(zhǎng)下面這樣的

public final class Optional<T> {
 //省略....
 private static final Optional<?> EMPTY = new Optional<>();
 private Optional() {
 this.value = null;
 }
 //省略...
 public static<T> Optional<T> empty() {
 @SuppressWarnings("unchecked")
 Optional<T> t = (Optional<T>) EMPTY;
 return t;
 }
}

那么，empty()的作用就是返回EMPTY對(duì)象。

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

 public static <T> Optional<T> ofNullable(T value) {
 return value == null ? empty() : of(value);
 }

好吧，大家應(yīng)該都看得懂什么意思了。相比較of(T value)的區(qū)別就是，當(dāng)value值為null時(shí)，of(T value)會(huì)報(bào)NullPointerException異常；ofNullable(T value)不會(huì)throw Exception，ofNullable(T value)直接返回一個(gè)EMPTY對(duì)象。
那是不是意味著，我們?cè)陧?xiàng)目中只用ofNullable函數(shù)而不用of函數(shù)呢?

不是的，一個(gè)東西存在那么自然有存在的價(jià)值。當(dāng)我們?cè)谶\(yùn)行過(guò)程中，不想隱藏NullPointerException。而是要立即報(bào)告，這種情況下就用Of函數(shù)。但是不得不承認(rèn)，這樣的場(chǎng)景真的很少。博主也僅在寫(xiě)junit測(cè)試用例中用到過(guò)此函數(shù)。

(2)orElse(T other)，orElseGet(Supplier<? extends T> other)和orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier)

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

@Test
public void test() {
 User user = null;
 user = Optional.ofNullable(user).orElse(createUser());
 user = Optional.ofNullable(user).orElseGet(() -> createUser());
 
}

public User createUser(){
 User user = new User();
 user.setName("zhangsan");
 return user;
}

這兩個(gè)函數(shù)的區(qū)別：當(dāng)user值不為null時(shí)，orElse函數(shù)依然會(huì)執(zhí)行createUser()方法，而orElseGet函數(shù)并不會(huì)執(zhí)行createUser()方法，大家可自行測(cè)試。

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

User user = null;
Optional.ofNullable(user).orElseThrow(()->new Exception("用戶不存在"));

(3) map(Function<? super T, ? extends U> mapper)和flatMap(Function<? super T, Optional<U>> mapper)

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

直接上源碼

 public final class Optional<T> {
 //省略....
  public<U> Optional<U> map(Function<? super T, ? extends U> mapper) {
  Objects.requireNonNull(mapper);
  if (!isPresent())
   return empty();
  else {
   return Optional.ofNullable(mapper.apply(value));
  }
 }
 //省略...
  public<U> Optional<U> flatMap(Function<? super T, Optional<U>> mapper) {
  Objects.requireNonNull(mapper);
  if (!isPresent())
   return empty();
  else {
   return Objects.requireNonNull(mapper.apply(value));
  }
 }
}

這兩個(gè)函數(shù)，在函數(shù)體上沒(méi)什么區(qū)別。唯一區(qū)別的就是入?yún)?，map函數(shù)所接受的入?yún)㈩愋蜑镕unction<? super T, ? extends U>，而flapMap的入?yún)㈩愋蜑镕unction<? super T, Optional<U>>。

在具體用法上，對(duì)于map而言:

如果User結(jié)構(gòu)是下面這樣的

public class User {
 private String name;
 public String getName() {
  return name;
 }
}

這時(shí)候取name的寫(xiě)法如下所示

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

對(duì)于flatMap而言:

如果User結(jié)構(gòu)是下面這樣的

public class User {
 private String name;
 public Optional<String> getName() {
  return Optional.ofNullable(name);
 }
}

這時(shí)候取name的寫(xiě)法如下所示

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

(4) isPresent()和ifPresent(Consumer<? super T> consumer)

這兩個(gè)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(shí)，做一些操作。這兩個(gè)函數(shù)的源碼如下

public final class Optional<T> {
 //省略....
 public boolean isPresent() {
  return value != null;
 }
 //省略...
 public void ifPresent(Consumer<? super T> consumer) {
  if (value != null)
   consumer.accept(value);
 }
}

需要額外說(shuō)明的是，大家千萬(wàn)不要把

if (user != null){
 // TODO: do something
}

給寫(xiě)成

User user = Optional.ofNullable(user);
if (Optional.isPresent()){
 // TODO: do something
}

因?yàn)檫@樣寫(xiě)，代碼結(jié)構(gòu)依然丑陋。博主會(huì)在后面給出正確寫(xiě)法

至于ifPresent(Consumer<? super T> consumer)，用法也很簡(jiǎn)單，如下所示

Optional.ofNullable(user).ifPresent(u->{
   // TODO: do something
  });

(5) filter(Predicate<? super T> predicate)

不多說(shuō)，直接上源碼

public final class Optional<T> {
 //省略....
 Objects.requireNonNull(predicate);
  if (!isPresent())
   return this;
  else
   return predicate.test(value) ? this : empty();
}

filter 方法接受一個(gè) Predicate 來(lái)對(duì) Optional 中包含的值進(jìn)行過(guò)濾，如果包含的值滿足條件，那么還是返回這個(gè) 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(zhǎng)度是小于6的，則返回。如果是大于6的，則返回一個(gè)EMPTY對(duì)象。

實(shí)戰(zhàn)使用

例一

在函數(shù)方法中

以前寫(xiě)法

public String getCity(User user) throws Exception{
  if(user!=null){
   if(user.getAddress()!=null){
    Address address = user.getAddress();
    if(address.getCity()!=null){
     return address.getCity();
    }
   }
  }
  throw new Excpetion("取值錯(cuò)誤"); 
 }

JAVA8寫(xiě)法

public String getCity(User user) throws Exception{
 return Optional.ofNullable(user)
     .map(u-> u.getAddress())
     .map(a->a.getCity())
     .orElseThrow(()->new Exception("取指錯(cuò)誤"));
}

例二

比如，在主程序中

以前寫(xiě)法

if(user!=null){
 dosomething(user);
}

JAVA8寫(xiě)法

 Optional.ofNullable(user)
   .ifPresent(u->{
   dosomething(u);
   });

例三

以前寫(xiě)法

public User getUser(User user) throws Exception{
 if(user!=null){
  String name = user.getName();
  if("zhangsan".equals(name)){
   return user;
  }
 }else{
  user = new User();
  user.setName("zhangsan");
  return user;
 }
}

java8寫(xiě)法

public User getUser(User user) {
 return Optional.ofNullable(user)
     .filter(u->"zhangsan".equals(u.getName()))
     .orElseGet(()-> {
      User user1 = new User();
      user1.setName("zhangsan");
      return user1;
     });
}

其他的例子，不一一列舉了。不過(guò)，博主認(rèn)為，其實(shí)采用這種鏈?zhǔn)骄幊?，雖然代碼優(yōu)雅了。但是，邏輯性沒(méi)那么明顯，可讀性有所降低，大家項(xiàng)目中看情況酌情使用。

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