利用Java8 Optional类优雅如何地解决空指针问题

前言

Java8 由Oracle在2014年发布，是继Java5之后最具革命性的版本。

Java8吸收其他语言的精髓带来了函数式编程，lambda表达式，Stream流等一系列新特性，学会了这些新特性，可以让你实现高效编码优雅编码。

1. 不受待见的空指针异常

有个小故事：null引用最早是由英国科学家Tony Hoare提出的，多年后Hoare为自己的这个想法感到后悔莫及，并认为这是"价值百万的重大失误"。可见空指针是多么不受待见。

NullPointerException是Java开发中最常遇见的异常，遇到这种异常我们通常的解决方法是在调用的地方加一个if判空。

if判空越多会造成过多的代码分支，后续代码维护也就越来越复杂。

2. 糟糕的代码

比如看下面这个例子，使用过多的if判空。

Person对象里定义了House对象，House对象里定义了Address对象：

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;
 }
}

现在获取这个人买房的城市，那么通常会这样写：

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

但是这样写容易出现空指针的问题，比如这个人没有房，House对象为null。接着你会改造这段代码，加上很多判断条件：

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";
}

为了避免空指针异常，每一层都加上判断，但是这样会造成代码嵌套太深，不易维护。

你可能想到如何改造上面的代码，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();
}

但是这样简单的代码已经加入了三个退出条件，非常不利于后面代码维护。那怎样才能将代码写的优雅一点呢，下面引入今天的主角"Optional"。

3. 解决空指针的"银弹"

从Java8开始引入了一个新类 java.util.Optional，这是一个对象的容器，意味着可能包含或者没有包含一个非空的值。下面重点看一下Optional的常用方法：

public final class Optional<T> {
 // 通过指定非空值创建Optional对象
 // 如果指定的值为null，会抛空指针异常
 public static <T> Optional<T> of(T value) {
  return new Optional<>(value);
 }
 
 // 通过指定可能为空的值创建Optional对象
 public static <T> Optional<T> ofNullable(T value) {
  return value == null ? empty() : of(value);
 }

 // 返回值，不存在抛异常
 public T get() {
  if (value == null) {
   throw new NoSuchElementException("No value present");
  }
  return value;
 }
 
 // 如果值存在，根据consumer实现类消费该值
 public void ifPresent(Consumer<? super T> consumer) {
  if (value != null)
   consumer.accept(value);
 }
 
 // 如果值存在则返回，如果值为空则返回指定的默认值
 public T orElse(T other) {
  return value != null ? value : other;
 }

 // map flatmap等方法与Stream使用方法类似，这里不再赘述，读者可以参考之前的Stream系列。
}

以上就是Optional类常用的方法，使用起来非常简单。

4. Optional使用入门

（1）创建Optional实例

创建空的Optional对象。可以通过静态工厂方法Optional.Empty() 创建一个空的对象，例如：

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

指定非空值创建Optional对象。

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

指定可能为空的值创建Optional对象。

Person person = null; // 可能为空
Optional<Person> optionalPerson = Optional.of(person);

（2）常用方法

ifPresent

如果值存在，则调用consumer实例消费该值，否则什么都不执行。举个栗子：

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

在三个方法在前面讲Stream的时候已经详细讲解过，读者可以翻看之前写的文章，这里不再赘述。

orElse

如果value为空，则返回默认值，举个栗子：

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

orElseGet

如果value为空，则调用Supplier实例返回一个默认值。举个例子：

public void test2(String city) {
 // 如果city为空，则调用generateDefaultCity方法
 String defaultCity = Optional.of(city).orElseGet(this::generateDefaultCity);
}

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

orElseThrow

如果value为空，则抛出自定义异常。举个栗子：

public void test3(String city) {
 // 如果city为空，则抛出空指针异常。
 String defaultCity = Optional.of(city).orElseThrow(NullPointerException::new);
}

5. 使用Optional重构代码

再看一遍重构之前的代码，使用了三个if使代码嵌套层次变得很深。

// 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重构

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

只使用了一行代码就获取到city值，不用再去不断的判断是否为空，这样写代码是不是很优雅呀。赶紧用Optional重构你的项目吧~

总结

到此这篇关于利用Java8 Optional类优雅如何地解决空指针问题的文章就介绍到这了,更多相关Java8 Optional类解决空指针内容请搜索小牛知识库以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持小牛知识库！