Java 8 Optional类深度解析

Java 8引入了一个新的Optional类。Optional类的Javadoc描述如下:

这是一个可以为null的容器对象。如果值存在则isPresent()方法会返回true,调用get()方法会返回该对象。

本文会逐个探讨Optional类包含的方法:

1. of()

为非null的值创建一个Optional。

of()方法通过工厂方法创建Optional类。需要注意的是,创建对象时传入的参数不能为null。如果传入参数为null,则抛出NullPointerException 。

//调用工厂方法创建Optional实例
Optional<String> name = Optional.of("Sanaulla");

//传入参数为null,抛出NullPointerException.
Optional<String> someNull = Optional.of(null);

2. ofNullable()

为指定的值创建一个Optional,如果指定的值为null,则返回一个空的Optional。

ofNullable与of方法相似,唯一的区别是可以接受参数为null的情况。示例如下:

//下面创建了一个不包含任何值的Optional实例
//例如,值为'null'
Optional empty = Optional.ofNullable(null);

3. isPresent()

如果值存在返回true,否则返回false。

Optional<String> name = Optional.of("Sanaulla");

//isPresent方法用来检查Optional实例中是否包含值
if (name.isPresent()) {
  //在Optional实例内调用get()返回已存在的值
  System.out.println(name.get());//输出Sanaulla
}

4. get()

如果Optional有值则将其返回,否则抛出NoSuchElementException。

上面的示例中,get方法用来得到Optional实例中的值。下面我们看一个抛出NoSuchElementException的例子:

//执行下面的代码会输出:No value present 
try {
  //在空的Optional实例上调用get(),抛出NoSuchElementException
  System.out.println(empty.get());
} catch (NoSuchElementException ex) {
  System.out.println(ex.getMessage());
}

5. ifPresent()

如果Optional实例有值则为其调用consumer,否则不做处理

要理解ifPresent方法,首先需要了解Consumer类。简答地说,Consumer类包含一个抽象方法。该抽象方法对传入的值进行处理,但没有返回值。Java8支持不用接口直接通过lambda表达式传入参数。
如果Optional实例有值,调用ifPresent()可以接受接口段或lambda表达式。

//ifPresent方法接受lambda表达式作为参数。
//lambda表达式对Optional的值调用consumer进行处理。
name.ifPresent((value) -> {
System.out.println("The length of the value is: "+ value.length());
});

6. orElse()

如果有值则将其返回,否则返回指定的其它值。

如果Optional实例有值则将其返回,否则返回orElse方法传入的参数。示例如下:

//如果值不为null,orElse方法返回Optional实例的值。
//如果为null,返回传入的消息。
Optional<String> name = Optional.of("Sanaulla");

//输出:There is no value present!
System.out.println(empty.orElse("There is no value present!"));

//输出:Sanaulla
System.out.println(name.orElse("There is some value!"));

7. orElseGet()

orElseGet与orElse方法类似,区别在于得到的默认值。orElse方法将传入的字符串作为默认值,orElseGet方法可以接受Supplier接口的实现用来生成默认值。

//orElseGet与orElse方法类似,区别在于orElse传入的是默认值,
//orElseGet可以接受一个lambda表达式生成默认值。

Optional<String> name = Optional.of("Sanaulla");

//输出:Default Value
System.out.println(empty.orElseGet(() ->"Default Value"));

//输出:Sanaulla
System.out.println(name.orElseGet(() ->"Default Value"));

8. map()

如果有值,则对其执行调用mapping函数得到返回值。如果返回值不为null,则创建包含mapping返回值的Optional作为map方法返回值,否则返回空Optional。

map方法用来对Optional实例的值执行一系列操作。通过一组实现了Function接口的lambda表达式传入操作。如果你不熟悉Function接口,可以参考这篇博客。map方法示例如下:

//map方法执行传入的lambda表达式参数对Optional实例的值进行修改。

//为lambda表达式的返回值创建新的Optional实例作为map方法的返回值。

Optional<String> upperName = name.map((value) -> value.toUpperCase());

System.out.println(upperName.orElse("No value found"));

9. flatMap()

如果有值,为其执行mapping函数返回Optional类型返回值,否则返回空Optional。flatMap与map(Funtion)方法类似,区别在于flatMap中的mapper返回值必须是Optional。调用结束时,flatMap不会对结果用Optional封装。

flatMap方法与map方法类似,区别在于mapping函数的返回值不同。map方法的mapping函数返回值可以是任何类型T,而flatMap方法的mapping函数必须是Optional。

参照map函数,使用flatMap重写的示例如下:

//flatMap与map(Function)非常类似,区别在于传入方法的lambda表达式的返回类型。
//map方法中的lambda表达式返回值可以是任意类型,在map函数返回之前会包装为Optional。 
//但flatMap方法中的lambda表达式返回值必须是Optionl实例。 
upperName = name.flatMap((value) -> Optional.of(value.toUpperCase()));
System.out.println(upperName.orElse("No value found"));//输出SANAULLA

10. filter()

filter个方法通过传入限定条件对Optional实例的值进行过滤。

如果有值并且满足断言条件返回包含该值的Optional,否则返回空Optional。

读到这里,可能你已经知道如何为filter方法传入一段代码。是的,这里可以传入一个lambda表达式。对于filter函数我们应该传入实现了Predicate接口的lambda表达式。如果你不熟悉Predicate接口,可以参考这篇文章
现在我来看看filter的各种用法,下面的示例介绍了满足限定条件和不满足两种情况:

//filter方法检查给定的Option值是否满足某些条件。

//如果满足则返回同一个Option实例,否则返回空Optional。

Optional<String> longName = name.filter((value) -> value.length()>6);

System.out.println(longName.orElse("The name is less than 6 characters"
));
//输出Sanaulla

 
//另一个例子是Optional值不满足filter指定的条件。
Optional<String> anotherName = Optional.of("Sana");
Optional<String> shortName = anotherName.filter((value) -> value.length() >6);
System.out.println(shortName.orElse("The name is less than 6characters")); 
//输出:The name is less than 6 characters

Optional类的各个方法。下面通过一个完整的示例对用法集中展示:

public class OptionalDemo {
 
  public static void main(String[] args) {
    //创建Optional实例,也可以通过方法返回值得到。
    Optional<String> name = Optional.of("Sanaulla");
 
    //创建没有值的Optional实例,例如值为'null'
    Optional empty = Optional.ofNullable(null);
 
    //isPresent方法用来检查Optional实例是否有值。
    if (name.isPresent()) {
      //调用get()返回Optional值。
      System.out.println(name.get());
    }
 
    try {
      //在Optional实例上调用get()抛出NoSuchElementException。
      System.out.println(empty.get());
    } catch (NoSuchElementException ex) {
      System.out.println(ex.getMessage());
    }
 
    //ifPresent方法接受lambda表达式参数。
    //如果Optional值不为空,lambda表达式会处理并在其上执行操作。
    name.ifPresent((value) -> {
      System.out.println("The length of the value is: " + value.length());
    });
 
    //如果有值orElse方法会返回Optional实例,否则返回传入的错误信息。
    System.out.println(empty.orElse("There is no value present!"));
    System.out.println(name.orElse("There is some value!"));
 
    //orElseGet与orElse类似,区别在于传入的默认值。
    //orElseGet接受lambda表达式生成默认值。
    System.out.println(empty.orElseGet(() -> "Default Value"));
    System.out.println(name.orElseGet(() -> "Default Value"));
 
    try {
      //orElseThrow与orElse方法类似,区别在于返回值。
      //orElseThrow抛出由传入的lambda表达式/方法生成异常。
      empty.orElseThrow(ValueAbsentException::new);
    } catch (Throwable ex) {
      System.out.println(ex.getMessage());
    }
 
    //map方法通过传入的lambda表达式修改Optonal实例默认值。 
    //lambda表达式返回值会包装为Optional实例。
    Optional<String> upperName = name.map((value) -> value.toUpperCase());
    System.out.println(upperName.orElse("No value found"));
 
    //flatMap与map(Funtion)非常相似,区别在于lambda表达式的返回值。
    //map方法的lambda表达式返回值可以是任何类型,但是返回值会包装成Optional实例。
    //但是flatMap方法的lambda返回值总是Optional类型。
    upperName = name.flatMap((value) -> Optional.of(value.toUpperCase()));
    System.out.println(upperName.orElse("No value found"));
 
    //filter方法检查Optiona值是否满足给定条件。
    //如果满足返回Optional实例值,否则返回空Optional。
    Optional<String> longName = name.filter((value) -> value.length() > 6);
    System.out.println(longName.orElse("The name is less than 6 characters"));
 
    //另一个示例,Optional值不满足给定条件。
    Optional<String> anotherName = Optional.of("Sana");
    Optional<String> shortName = anotherName.filter((value) -> value.length() > 6);
    System.out.println(shortName.orElse("The name is less than 6 characters"));
 
  }
}

输出结果:

Sanaulla
No value present
The length of the value is: 8
There is no value present!
Sanaulla
Default Value
Sanaulla
No value present in the Optional instance
SANAULLA
SANAULLA
Sanaulla
The name is less than 6 characters
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