Java8新特性之：Optional

Posted 2020-11-09

一. 用Optional取代null

    1. Optional类

        java.util.Optional<T>是一个封装Optional值的类。

        变量存在时，Optional类只是对类进行简单的封装。变量不存在时，缺失的值会被建模成一个“空”的Optional对象，由方法Optional.empty()返回。

        Optional.empty()方法是一个静态工厂方法，它返回Optional类的特定单一实例。

        使用Optional而不是null的一个非常重要而又实际的语义区别：

              声明变量时使用Optional<T>而不是具体的Object，这句声明非常清楚地表明了这里发生变量的缺失是允许的。

    2. 应用Optional的几种模式

        创建Optional对象

          -- 声明一个空的Optional

               Optional<Car> optCar = Optional.empty();

          -- 依据一个非空值创建Optional

               Optional<Car> optCar = Optional.of(car); //如果car是一个null，这段代码会立即抛出NullPointException，而不是等到试图访问car的属性值时才返回一个错误。

          -- 可接受null的Optional（实现序列化的域模型时使用）

              Optional<Car> optCar = Optional.ofNullable(car); //创建一个允许null值的Optional对象，如果car是null，那么得到的Optional对象就是个空对象

        使用map从Optional对象中提取和转换值

public class Person {     //有人有车，有人没车
    private Optional<Car> car;
    public Optional<Car> getCar() { return car;}
}

public class Car {     //有的车有保险，有的车没有保险
    private Optional<Insurance> insurance;
    public Optional<Insurance> getInsurance() { return insurance;}
}

public class Insurance {    //保险公司一定有名字，如果有保险公司没有名字则是出错情况
    private String name;
    public String getName() { return name;}
}

Optional<Insurance> optInsurance = Optional.ofNullable(insurance);
Optional<String> name = optInsurance.map(Insurance::getName)

        使用flatMap链接Optional对象

            使用流时，flatMap方法接受一个函数作为参数，这个函数的返回值时另一个流。这个方法会应用到流中的每一个函数，最终形成一个新的流的流。但是flatMap会用流的内容替换每个新生成的流。即，由方法生成的各个流会被合并或扁平化为一个单一的流。

 Optional<Person> optPerson = Optional.of(person);
          Optional<String> name =  
                                                    optPerson.map(Person::getCar)
                                                                     .map(Car::getInsurance)  //错误代码
                                                                     .map(Insurance::getName)

            getCar返回的是Optional<Car>类型的对象，所以第一个map得到的结果是Optional<Optional<Car>>类型的对象。因此他对getInsurance 的调用是非法的。不支持getInsurance方法。

            使用flatMap会捋平两层结构的Optional为一个包含了Car的单层结构。

      Optional<String> name =  
                                                    optPerson.flatMap(Person::getCar)
                                                                     .flatMap(Car::getInsurance)
                                                                     .map(Insurance::getName)
                                                                     .orElse(""Unknown); //如果Optional结果为空，设置默认值

        默认行为及解引用Optional对象

            -- get()是这些方法中最简单最不安全的方法。如果存在变量，他直接返回封装的变量值，否则抛出NoSuchElementException；

            -- orElse(T other)允许你在Optional对象不包含值时提供一个默认值；

            -- orElseGet(Supplier<? extends T> other)是orElse方法的延迟调用版，Supplier方法只有在Optional对象不含值时才执行调用。如果创建默认值是耗时费力的工作，应该采取这种方式，或你需要非常确定某个方法仅在Optional为空时才调用，也可以考虑该方法（这种情况有严格的限制条件）；

            -- orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionalSupplier)和get方法非常类似，当Optional对象为空时都会抛出异常，但使用orElseThrow你可以定制希望抛出的异常；

            -- ifPresent(Consumer<? super T>)让你能在变量值存在时执行一个作为参数传入的方法，否则就不进行任何操作。

        两个Optional对象组合

public Optional<Insurance> nullSafeFindCheapestInsurance(Optional<Person> person, Optional<Car> car) {
    return person.flatMap(p -> car.map(c -> findCheapestInsurance(p, c)));
}

        使用filter剔除特定的值

//找出年龄大于或等于minAge参数的Person所对应的保险公司列表
public String getCarInsuranceName(Optional<Person> person, int minAge) {
    return person.filter(p -> p.getAge() >= minAge)
        .flatMap(Person::getCar)
        .flatMap(Car::getInsurance)
        .map(Insurance::getName)
        .orElse("Unknown");
}

            Optional和Stream接口有很多类似的方法。

            Optional类的方法

方法	描述
empty	返回一个空的Optional实例
filter	如果值存在并且满足提供的谓词，就返回包含该值的Optional对象；否则返回一个空的Optional对象
flatMap	如果值存在，就对该值执行提供的mapping函数调用，返回一个Optional类型的值，否则就返回一个空的Optional对象
get	如果值存在，就将被Optional封装的值返回，否则抛出一个NoSunchElementException异常
ifPresent	如果值存在，就执行使用该值的方法调用，否则什么也不做
isPresent	如果值存在就返回true，否则返回false
map	如果值存在，就对该值执行提供提供的mapping函数调用
of	将指定值用Optional封装之后返回，如果该值为null，则抛出一个NullPointException异常
ofNullable	将指定值用Optional封装之后返回，如果该值为null，则返回一个空的Optional对象
orElse	如果有值则将其返回，否则返回一个默认值
orElseGet	如果有值则将其返回，否则返回一个由指定的Supplier接口生成的值
OrElseThrow	如果有值则将其返回，否则抛出一个指定的Supplier接口生成的异常