null在Java中带来的贫苦

我信赖所有的Java程序猿一定都遇到过NullPointerException,空指针在Java程序中是最常见的,也是最烦人的;它让我们许多程序猿发生了根深蒂固的感受,所有可能发生空指针的地方都的加上if-else检查,然则这带给我们许多贫苦

  • Java自己是强类型的,然则null破坏了这个规则,它可以被赋值给任何工具
  • Java的设计是让程序猿对指针无感知,然则null指针是个破例
  • 它会是代码变得很臃肿,到处都充斥着if-else的空检查,甚至是多层嵌套,代码可读性下降
  • null自己毫无意义,示意不了

前两点不需要稀奇的说明,后两点举个例子来说明一下:
若是一个人拥有一个手机,每个手机都有天生厂商,每个厂商都市有个名字,用类示意的话:

public class Person {
    private Phone phone;

    public Phone getPhone() {
        return phone;
    }
}

public class Phone {
    private Producer producer;

    public Producer getProducer() {
        return producer;
    }
}

public class Producer {
    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }
}

在这个例子中,若是我们需要取到手机天生厂商的名字

public String getPhoneProducerName(Person person) {
    return person.getPhone().getProducer().getName();
}

由于不一定每个人都市有一个手机,所有在挪用getProducer()时可能会泛起NullPointerException

一门设计语言原本就是来形貌天下的,在这个事例中有的人有手机,有的人也可能没有手机,以是在挪用person.getPhone()返回的值就应该包罗有和无这两种情形,现在通过返回null来示意无,然则在挪用getProducer()却又会抛出异常,这样就不太相符现实逻辑;以是把null来用来示意不合适

在遇到这种情形通常的做法是做null检查,甚至是每个地方可能发生null指针的做检查。

public String getPhoneProducerName(Person person) {
    if (person.getPhone() == null) {
        return "无名字";
    }
    if (person.getPhone().getProducer() == null) {
        return "无名字";
    }
    return person.getPhone().getProducer().getName();
}

这里我已经试图在削减代码的层级,若是使用的是if-else,代码的层级会更深,代码可读性下降。


Optional的简朴先容

吐槽了那么多现状的欠好,现在可以祭出我们的解决方案了 Optional;千呼万唤始出来,犹抱琵琶半遮面;那Optional到底是个什么东西,我们一起来逐步解开它的面纱。

Optional自己只是对工具的简朴包装,若是工具为空,那么会构建一个空的Optional;这样一来Optional就包罗了存在和不存在两个情形, 接下来可以看下上面的例子悔改之后

public class Person {
    private Optional<Phone> phone;

    public Optional<Phone> getPhone() {
        return phone;
    }
}

public class Phone {
    private Producer producer;

    public Producer getProducer() {
        return producer;
    }
}

public class Producer {
    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }
}

由于有的人可能没有手机,有的人有,以是Phone需要用Optional包装起来;手机自己一定会有生产的厂商,厂商一定会有一个名字,以是这两个不需要用Optional包装起来。这里我们会发现使用了Optional会厚实代码的语义,让代码加倍相符现实。

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而当我们在挪用phone.getProducer().getName()的时刻不需要做null指针的检查,若是说在这里发生了NullPointerException,说明这里数据自己是有问题的,不相符现实,就应该让问题露出出来,而不是像上面的代码一样把问题掩饰。


Optional的常用方式使用

1. Optional的建立方式
Optional<Person> empty = Optional.empty();  //声名一个空的Optional
Optional<Person> person = Optional.of(new Person()); //包装Person
Optional<Person> person2 = Optional.of(null); //不允许的操作,传入null 会抛出空指针异常
Optional<Person> optionalPerson = Optional.ofNullable(null); //允许传null, 返回一个空的Optional
2. Optional值的获取方式
  • map、flatMap
    首先我们重新界说一下Phone类,除了有生产厂商之外,另有个型号;
public class Phone {
    private String model;
    private Producer producer;

    public Producer getProducer() {
        return producer;
    }
    public String getModel() {
        return model;
    }
}

当我们需要获取到手机的型号的时刻可以这样:

Optional<Phone> optionalPhone = Optional.of(new Phone());
Optional<String> model = optionalPhone.map(Phone::getModel);

当我们需要通过Person工具获取到Phone的型号是,会想到这样:

Optional<Person> optionalPerson = Optional.of(new Person());
optionalPerson.map(Person::getPhone).map(Phone::getModel);

当我们写出来的时刻发现编译器不能通过。是由于Person::getPhone返回的是一个Optional&lt;Phone&gt;,挪用optionalPerson.map(Person::getPhone)返回的就是Optional&lt;Optional&lt;Phone&gt;&gt;,以是再.map的就无法拿到手机型号,那若何能够让返回的效果不是Optional&lt;Optional&lt;Phone&gt;&gt;,而是Optional&lt;Phone&gt;呢?

这里需要用到另一个方式flatMapflatMapmap的区别,我在刚开始学习的时刻,看到了网上的种种注释都很绕,看的很晕,最后直接打开源码来看,发现实现很简朴,很容易明白,来看下源码:

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));
    }
}
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));
    }
}

map方式在返回的时刻会包装一层OptionalflatMap在返回的时刻直接把函数的返回值返回了,函数的效果必须是Optional;那么在前面的例子中我们直接挪用flatMap返回的效果就是Optional&lt;Phone&gt;

Optional<Person> optionalPerson = Optional.of(new Person());
optionalPerson.flatMap(Person::getPhone).map(Phone::getModel);
  • 取出Optional中的值工具:get、orElse、orElseGet、orElseThrow、ifPresent

    1. get() : 当你明确知道Optional中有值的话可以直接挪用该方式,当Optional中没有值是该方式会抛出异常NoSuchElementException;以是当若是存在空值的话建议就不要挪用该方式,由于这样和做null检查就没有区别了
    2. orElse(T other) : 提供一个默认值,当值不存在是返回这个默认值
    3. orElseGet(Supplier<? extends T> other) : 当值不存在的时刻会挪用supper函数,若是说返回这个默认值的逻辑较多,那么挪用这个方式对照合适;
    4. orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier) : 当值为空时会抛出一个自界说的异常
    5. ifPresent(Consumer<? super T> consumer) : 当值不为空是会挪用consumer函数,若是值为空,那么这个方式什么都不做
  • filter 过滤出知足条件的工具
    若是我们需要过滤脱手机型号IOS的手机,并打印出型号,代码如下:
Person person = new Person(Optional.of(new Phone("IOS")));
        Optional<Person> optionalPerson = Optional.of(person);
        optionalPerson.flatMap(Person::getPhone)
                .filter(phone -> "IOS".equals(phone.getModel()))
                .map(Phone::getModel)
                .ifPresent(System.out::println);

总结

  1. 我们讨论了null在Java程序的问题
  2. 先容Java8中引入了Optional来示意有和无的情形以及初始化的方式
  3. 举例说明了Optional中经常使用到的方式

本人菜鸟,若是有任何写的纰谬的地方,迎接在谈论区指出

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