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從 Java 8 引入的一個(gè)很有趣的特性是?Optional ?類。Optional 類主要解決的問(wèn)題是臭名昭著的空指針異常（NullPointerException） —— 每個(gè) Java 程序員都非常了解的異常。

本質(zhì)上，這是一個(gè)包含有可選值的包裝類，這意味著 Optional 類既可以含有對(duì)象也可以為空。

Optional 是 Java 實(shí)現(xiàn)函數(shù)式編程的強(qiáng)勁一步，并且?guī)椭诜妒街袑?shí)現(xiàn)。但是 Optional 的意義顯然不止于此。

我們從一個(gè)簡(jiǎn)單的用例開始。在 Java 8 之前，任何訪問(wèn)對(duì)象方法或?qū)傩缘恼{(diào)用都可能導(dǎo)致?NullPointerException：

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

在這個(gè)小示例中，如果我們需要確保不觸發(fā)異常，就得在訪問(wèn)每一個(gè)值之前對(duì)其進(jìn)行明確地檢查：

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();
????????????}
????????}
????}
}

你看到了，這很容易就變得冗長(zhǎng)，難以維護(hù)。

為了簡(jiǎn)化這個(gè)過(guò)程，我們來(lái)看看用?Optional? 類是怎么做的。從創(chuàng)建和驗(yàn)證實(shí)例，到使用其不同的方法，并與其它返回相同類型的方法相結(jié)合，下面是見證?Optional ?奇跡的時(shí)刻。

創(chuàng)建?Optional? 實(shí)例

重申一下，這個(gè)類型的對(duì)象可能包含值，也可能為空。你可以使用同名方法創(chuàng)建一個(gè)空的 Optional。

@Test(expected?=?NoSuchElementException.class)
public?void?whenCreateEmptyOptional_thenNull()?{
????Optional?emptyOpt?=?Optional.empty();
????emptyOpt.get();
}

毫不奇怪，嘗試訪問(wèn)?emptyOpt?變量的值會(huì)導(dǎo)致?NoSuchElementException。

你可以使用??of()?和 ofNullable() 方法創(chuàng)建包含值的?Optional。兩個(gè)方法的不同之處在于如果你把?null?值作為參數(shù)傳遞進(jìn)去，of()?方法會(huì)拋出?NullPointerException：

@Test(expected?=?NullPointerException.class)
public?void?whenCreateOfEmptyOptional_thenNullPointerException()?{
????Optional?opt?=?Optional.of(user);
}

你看，我們并沒有完全擺脫?NullPointerException。因此，你應(yīng)該明確對(duì)象不為?null? 的時(shí)候使用?of()。

如果對(duì)象即可能是?null?也可能是非 null，你就應(yīng)該使用?ofNullable()?方法：

Optional<User>?opt?=?Optional.ofNullable(user);

訪問(wèn)?Optional?對(duì)象的值

從?Optional?實(shí)例中取回實(shí)際值對(duì)象的方法之一是使用?get()?方法：

@Test
public?void?whenCreateOfNullableOptional_thenOk()?{
????String?name?=?"John";
????Optional<String>?opt?=?Optional.ofNullable(name);

????assertEquals("John",?opt.get());
}

不過(guò)，你看到了，這個(gè)方法會(huì)在值為?null?的時(shí)候拋出異常。要避免異常，你可以選擇首先驗(yàn)證是否有值：

@Test
public?void?whenCheckIfPresent_thenOk()?{
????User?user?=?new?User("[email protected]",?"1234");
????Optional?opt?=?Optional.ofNullable(user);
????assertTrue(opt.isPresent());

????assertEquals(user.getEmail(),?opt.get().getEmail());
}

檢查是否有值的另一個(gè)選擇是?ifPresent()?方法。該方法除了執(zhí)行檢查，還接受一個(gè)Consumer(消費(fèi)者) 參數(shù)，如果對(duì)象不是空的，就對(duì)執(zhí)行傳入的 Lambda 表達(dá)式：

opt.ifPresent(?u?->?assertEquals(user.getEmail(),?u.getEmail()));

這個(gè)例子中，只有 user 用戶不為 null 的時(shí)候才會(huì)執(zhí)行斷言。

接下來(lái)，我們來(lái)看看提供空值的方法。

返回默認(rèn)值

Optional?類提供了 API 用以返回對(duì)象值，或者在對(duì)象為空的時(shí)候返回默認(rèn)值。

這里你可以使用的第一個(gè)方法是?orElse()，它的工作方式非常直接，如果有值則返回該值，否則返回傳遞給它的參數(shù)值：

@Test
public?void?whenEmptyValue_thenReturnDefault()?{
????User?user?=?null;
????User?user2?=?new?User("[email protected]",?"1234");
????User?result?=?Optional.ofNullable(user).orElse(user2);

????assertEquals(user2.getEmail(),?result.getEmail());
}

這里?user?對(duì)象是空的，所以返回了作為默認(rèn)值的?user2。

如果對(duì)象的初始值不是 null，那么默認(rèn)值會(huì)被忽略：

@Test
public?void?whenValueNotNull_thenIgnoreDefault()?{
????User?user?=?new?User("[email protected]","1234");
????User?user2?=?new?User("[email protected]",?"1234");
????User?result?=?Optional.ofNullable(user).orElse(user2);

????assertEquals("[email protected]",?result.getEmail());
}

第二個(gè)同類型的?API 是?orElseGet()?—— 其行為略有不同。這個(gè)方法會(huì)在有值的時(shí)候返回值，如果沒有值，它會(huì)執(zhí)行作為參數(shù)傳入的?Supplier(供應(yīng)者)?函數(shù)式接口，并將返回其執(zhí)行結(jié)果：

User?result?=?Optional.ofNullable(user).orElseGet(?()?->?user2);

orElse()?和?orElseGet()?的不同之處

乍一看，這兩種方法似乎起著同樣的作用。然而事實(shí)并非如此。我們創(chuàng)建一些示例來(lái)突出二者行為上的異同。

我們先來(lái)看看對(duì)象為空時(shí)他們的行為：

@Test
public?void?givenEmptyValue_whenCompare_thenOk()?{
????User?user?=?null
????logger.debug("Using?orElse");
????User?result?=?Optional.ofNullable(user).orElse(createNewUser());
????logger.debug("Using?orElseGet");
????User?result2?=?Optional.ofNullable(user).orElseGet(()?->?createNewUser());
}

private?User?createNewUser()?{
????logger.debug("Creating?New?User");
????return?new?User("[email protected]",?"1234");
}

上面的代碼中，兩種方法都調(diào)用了?createNewUser()?方法，這個(gè)方法會(huì)記錄一個(gè)消息并返回?User?對(duì)象。

代碼輸出如下：

Using?orElse
Creating?New?User
Using?orElseGet
Creating?New?User

由此可見，當(dāng)對(duì)象為空而返回默認(rèn)對(duì)象時(shí)，行為并無(wú)差異。

我們接下來(lái)看一個(gè)類似的示例，但這里?Optional ?不為空：

@Test
public?void?givenPresentValue_whenCompare_thenOk()?{
????User?user?=?new?User("[email protected]",?"1234");
????logger.info("Using?orElse");
????User?result?=?Optional.ofNullable(user).orElse(createNewUser());
????logger.info("Using?orElseGet");
????User?result2?=?Optional.ofNullable(user).orElseGet(()?->?createNewUser());
}

這次的輸出：

Using?orElse
Creating?New?User
Using?orElseGet

這個(gè)示例中，兩個(gè)?Optional ?對(duì)象都包含非空值，兩個(gè)方法都會(huì)返回對(duì)應(yīng)的非空值。不過(guò)，orElse()?方法仍然創(chuàng)建了?User?對(duì)象。與之相反，orElseGet()?方法不創(chuàng)建?User?對(duì)象。

在執(zhí)行較密集的調(diào)用時(shí)，比如調(diào)用?Web 服務(wù)或數(shù)據(jù)查詢，這個(gè)差異會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生重大影響。

返回異常

除了?orElse()?和?orElseGet()?方法，Optional 還定義了?orElseThrow()?API —— 它會(huì)在對(duì)象為空的時(shí)候拋出異常，而不是返回備選的值：

@Test(expected?=?IllegalArgumentException.class)
public?void?whenThrowException_thenOk()?{
????User?result?=?Optional.ofNullable(user)
??????.orElseThrow(?()?->?new?IllegalArgumentException());
}

這里，如果?user?值為 null，會(huì)拋出?IllegalArgumentException。

這個(gè)方法讓我們有更豐富的語(yǔ)義，可以決定拋出什么樣的異常，而不總是拋出?NullPointerException。

現(xiàn)在我們已經(jīng)很好地理解了如何使用 Optional，我們來(lái)看看其它可以對(duì)?Optional?值進(jìn)行轉(zhuǎn)換和過(guò)濾的方法。

轉(zhuǎn)換值

有很多種方法可以轉(zhuǎn)換?Optional? 的值。我們從?map()?和?flatMap()?方法開始。

先來(lái)看一個(gè)使用?map()?API 的例子：

@Test
public?void?whenMap_thenOk()?{
????User?user?=?new?User("[email protected]",?"1234");
????String?email?=?Optional.ofNullable(user)
??????.map(u?->?u.getEmail()).orElse("[email protected]");

????assertEquals(email,?user.getEmail());
}

map()?對(duì)值應(yīng)用(調(diào)用)作為參數(shù)的函數(shù)，然后將返回的值包裝在?Optional?中。這就使對(duì)返回值進(jìn)行鏈?zhǔn)秸{(diào)用的操作成為可能 —— 這里的下一環(huán)就是?orElse()。

相比這下，flatMap()?也需要函數(shù)作為參數(shù)，并對(duì)值調(diào)用這個(gè)函數(shù)，然后直接返回結(jié)果。

下面的操作中，我們給?User?類添加了一個(gè)方法，用來(lái)返回?Optional：

public?class?User?{????
????private?String?position;

????public?Optional?getPosition()?{
????????return?Optional.ofNullable(position);
????}

????//...
}

既然 getter 方法返回 String 值的?Optional，你可以在對(duì)?User?的 Optional?對(duì)象調(diào)用?flatMap()?時(shí)，用它作為參數(shù)。其返回的值是解除包裝的 String 值：

@Test
public?void?whenFlatMap_thenOk()?{
????User?user?=?new?User("[email protected]",?"1234");
????user.setPosition("Developer");
????String?position?=?Optional.ofNullable(user)
??????.flatMap(u?->?u.getPosition()).orElse("default");

????assertEquals(position,?user.getPosition().get());
}

過(guò)濾值

除了轉(zhuǎn)換值之外，Optional? 類也提供了按條件“過(guò)濾”值的方法。

filter()?接受一個(gè)?Predicate?參數(shù)，返回測(cè)試結(jié)果為 true 的值。如果測(cè)試結(jié)果為 false，會(huì)返回一個(gè)空的?Optional。

來(lái)看一個(gè)根據(jù)基本的電子郵箱驗(yàn)證來(lái)決定接受或拒絕?User(用戶)?的示例：

@Test
public?void?whenFilter_thenOk()?{
????User?user?=?new?User("[email protected]",?"1234");
????Optional?result?=?Optional.ofNullable(user)
??????.filter(u?->?u.getEmail()?!=?null?&&?u.getEmail().contains("@"));

????assertTrue(result.isPresent());
}

如果通過(guò)過(guò)濾器測(cè)試，result?對(duì)象會(huì)包含非空值。

source: https://www.oschina.net/translate/understanding-accepting-and-leveraging-optional-in

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Java 中的 Optional

創(chuàng)建?Optional? 實(shí)例

返回默認(rèn)值

返回異常

轉(zhuǎn)換值