使用 Optional 优雅避免空指针异常
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在编程世界中,「空指针异常(NullPointerException)」无疑是我们最常遇到的"罪魁祸首"之一。它像一片隐蔽的地雷,静静地等待着我们不小心地踏入,给我们的代码带来潜在的威胁。这种问题虽然看似微小,但却无法忽视。甚至可能对整个程序的稳定性产生重大影响。
为了应对这个长久以来困扰开发者的问题,Java 8 版本引入了一个强大的工具——Optional 类。
Optional 不仅仅是一个容器,它更是一种编程理念的转变,让我们可以用更优雅的方式处理可能为空的情况。
在本篇博客中,我将向大家介绍 JDK Optional 类及其使用方法,帮助你从根本上杜绝空指针异常,提升代码质量。
Optional 介绍
Optional 类是一个容器对象,它可以包含或不包含非空值。如果一个对象可能为空,那么我们就可以使用 Optional 类来代替该对象。
Optional 类型的变量可以有两种状态:存在值和不存在值。
Optional 类有两个重要的方法:of 和 ofNullable:
of 方法用于创建一个非空的 Optional 对象,如果传入的参数为 null,则会抛出 NullPointerException 异常。
ofNullable 方法用于创建一个可以为空的 Optional 对象。如果传入的参数为空,则返回一个空的 Optional 对象。当 Optional 对象存在值时,调用 get() 方法可以返回该值,当 Optional 对象不存在值时,调用 get() 方法会抛出 NoSuchElementException 异常。
下面是一个使用 Optional 类的例子:
在上面的例子中,我们首先使用 of() 方法创建了一个包含字符串 "Hello World" 的 Optional 对象,然后使用 get() 方法获取该对象的值并将其打印出来。
注意,如果我们尝试创建一个 null 值的 Optional 对象,则会抛出 NullPointerException 异常。
在使用 Optional 类时,我们应该尽量避免使用 isPresent()
和 get()
方法,因为这些方法可能会引起空指针异常。比较推荐使用**Optional.ofNullable()**来创建一个 Optional 对象。
Optional 使用
创建 Optional 对象
我们可以使用以下几种方式来创建 Optional 对象:
Optional.of(value)
:创建一个包含非空值的 Optional 对象。Optional.empty()
:创建一个不包含任何值的空 Optional 对象。Optional.ofNullable(value)
:创建一个可能包含 null 值的 Optional 对象。如果 value 不为 null,则该方法会创建一个包含该值的 Optional 对象;否则,创建一个空 Optional 对象。
下面是一个使用 Optional.ofNullable()
方法的例子:
在上面的例子中,我们首先声明了一个空字符串 str,并将其赋值为 null。然后,我们使用 ofNullable()
方法创建了一个 Optional 对象。由于 str 是 null,因此创建的 Optional 对象也是空的。最后,我们使用 isPresent()
方法检查 Optional 对象是否包含值。
orElse()与 orElseGet()
orElse()
方法接收一个参数,即为默认值。如果 Optional 对象中的值不为空,则返回该值,否则返回传入的默认值。具体用法如下:
orElseGet()
方法与orElse()
方法类似,也是用于获取默认值的方法。但是,orElseGet()
方法接收的参数是一个「Supplier 函数式接口」,用于在需要返回默认值时生成该值。具体用法如下:
orElse() 和 orElseGet()的区别
orElse()
和 orElseGet()
特别相似,有必要抽离出来讲下他们之间的区别。
orElse()
方法无论 Optional 对象是否为空都会执行,因此它总是会创建一个新的对象。orElseGet()
方法只有在 Optional 对象为空时才会执行,因此它可以用来延迟创建新的对象。
用一个例子感受一下:
输出结果如下:
因此,一般来说,如果你希望在 Optional 对象为空时才创建新的对象,可以使用 orElseGet()
方法。否则,如果你希望总是创建新的对象,无论 Optional 对象是否为空,可以使用 orElse()
方法,通常来说orElseGet()
更佳,个人也是推荐使用orElseGet()
。
map()与 flatMap()
map()
方法接受一个函数作为参数,该函数将被应用于 Optional 对象中的值。如果 Optional 对象存在值,则将该值传递给函数进行转换,否则返回一个空 Optional 对象。
下面是一个使用 map() 方法的例子:
在上面的例子中,我们首先使用 of()
方法创建了一个包含字符串 "Hello" 的 Optional 对象。然后,我们使用 map()
方法将该字符串转换为大写形式,并将结果存储到另一个 Optional 对象 upperCaseOptional 中。最后,我们使用 get()
方法获取 upperCaseOptional 对象中的值并打印出来。
flatMap()
方法与 map()
方法类似,都接受一个函数作为参数。但是,flatMap()
方法返回的是一个 Optional 类型的值。如果函数返回的是一个 Optional 对象,则该方法会将其"展开",否则返回一个空 Optional 对象。
下面是一个使用 flatMap() 方法的例子:
在上面的例子中,我们首先创建了一个包含字符串 "hello world" 的 Optional 对象。然后,我们使用 flatMap()
方法将该字符串转换为第一个字符,并将结果存储到另一个 Optional 对象 result 中。最后,我们使用 get()
方法获取 result 对象中的值并打印出来。
filter()
filter() 方法接受一个「谓词(Predicate)」作为参数,返回一个 Optional 类型的值。如果 Optional 对象存在值且满足谓词的条件,则返回该 Optional 对象,否则返回一个空 Optional 对象。
下面是一个使用 filter() 方法的例子:
在上面的例子中,我们首先创建了一个包含整数 10 的 Optional 对象。然后,我们使用 filter()
方法过滤出该数字是否为偶数,并将结果存储到另一个 Optional 对象 result 中。最后,我们使用 isPresent()
方法检查 result 对象是否存在值。
常用方法
我们已经介绍了 Optional 类的几种常用方法。除此之外,我们这里再逐一列举和解析其他方法。
在这篇文章中,我们深入探讨了 Java 的 Optional 类及其在编程实践中的应用。通过使用 Optional,我们可以更有效地处理可能存在的空值情况,从而避免运行时的 NullPointException。虽然它引入了额外的复杂性,但如果正确使用,它可以提供更清晰、更易于维护的代码。
但是,重要的是要记住,Optional 并不是解决所有问题的银弹。像所有工具一样,我们需要了解它的优点和局限性,并确保在适当的场景下使用它。编程始终是一个学习和探索的过程,Optional 只是我们工具箱中的一个工具。希望通过本文,你对如何利用 Java 的 Optional 类有了更全面的理解。
感谢阅读,如果本篇文章有任何错误和建议,欢迎给我留言指正。
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