如何使用Java Optional类

这篇文章主要讲解了“如何使用Java Optional类”，文中的讲解内容简单清晰，易于学习与理解，下面请大家跟着小编的思路慢慢深入，一起来研究和学习“如何使用Java Optional类”吧！

注意：示例代码要求使用Java 11及更高版本。所有代码在 Vavr0.10.2环境下完成测试。

Java Optional 简介

Optional 并不是什么新概念，像 Haskell、Scala 这样的函数式编程语言已经提供了实现。调用方法后，返回值未知或者不存在（比如 null）的情况下，用 Optional 处理非常好用。下面通过实例进行介绍。

新建 Optional 实例

首先，需要获得 Optional 实例，有以下几种方法可以新建 Optional 实例。不仅如此，还可以创建empty Optional。方法一，通过 value 创建，过程非常简单：

Optional<Integer> four = Optional.of(Integer.valueOf(4));
if (four.isPresent){
System.out.println("Hoorayy! We have a value");
} 
else {
System.out.println("No value");
}

为Integer 4 新建一个Optional实例。这种方法得到的 Optional 始终包含一个 value 且不为 null，例如上面这个示例。使用 ifPresent() 可以检查value是否存在。可以注意到 four 不是 Integer，而是一个装有整数的容器。如果确认 value 存在，可以用 get() 方法执行拆箱操作。具有讽刺意味的是，调用 get() 前如果不进行检查，可能会抛出 NoSuchElementException。

方法二，得到 Optional 对象的另一种方法是使用 stream。Stream提供的一些方法会返回Optional，可以用来检查结果是否存在，例如：

• findAny 

• findFirst 

• max 

• min 

• reduce 

查看下面的代码段：

Optional<Car> car = cars.stream().filter(car->car.getId().equalsIgnoreCase(id)).findFirst();

方法三，使用 Nullable 新建 Optional。可能产生 null：

Optional<Integer> nullable = Optional.ofNullable(client.getRequestData());

最后，可以新建一个 empty Optional：

Optional<Integer> nothing = Optional.empty();

如何使用 Optional

获得 Optional 对象后即可使用。一种典型的场景是在 Spring 仓库中根据 Id 查找记录。可以使用 Optional 实现代码逻辑，避免 null 检查（顺便提一下，Spring 也支持 Vavr Option）。比如，从图书仓库里查找一本书。

Optional<Book> book = repository.findOne("some id");

首先，如果有这本书，可以继续执行对应的业务逻辑。在前面的章节用 if-else实现了功能。当然，还有其他办法：Optional 提供了一个方法，接收 Consumer 对象作为输入：

repository.findOne("some id").ifPresent(book -> System.out.println(book));

还可以直接使用方法引用，看起来更简单：

repository.findOne("some id").ifPresent(System.out::println);

如果仓库中没有该书，可以用ifPresentOrElseGet提供回调函数：

repository.findOne("some id").ifPresentOrElseGet(book->{
// 如果 value 存在
}, ()->{
// 如果 value 不存在
});

如果结果不存在，可以返回另一个value：

Book result = repository.findOne("some id").orElse(defaultBook);

但是，Optional 也有缺点，使用时需要注意。最后一个例子中，“确保”无论如何都能获得一本书，可能在仓库中，也可能来自 orElse。但如果默认的返回值不是常量或者需要支持一些复杂方法该怎么办？首先，Java 无论如何都会执行 findOne,然后调用 orElse方法。默认返回值可以为常量，但正如我之前所说那样，执行过程比较耗时。

另一个示例

下面用一个简单的示例介绍如何实际使用 Optional 和 Option 类。有一个 CarRepository，可以根据提供的 ID（比如车牌号）查找汽车，接下来用这个示例介绍如何使用 Optional 和 Option。

首先，加入下面代码

从 POJO 类 Car 开始。它遵循 immutable 模式，所有字段都标记为 final，只包含 getter 没有 setter。初始化时提供所有数据：

public class Car {
    private final String name;
    private final String id;
    private final String color;
    public Car (String name, String id, String color){
        this.name = name;
        this.id = id;
        this.color = color;
    }
    public String 
getId(){
        return id;
    }
    public String 
getColor() {
        return color;
    }
    public String 
getName() {
        return name;
    }
    @Override
    public String 
toString() {
        return "Car "+name+" with license id "+id+" and of color "+color;
    }
}

接下来创建 CarRepository类。提供两种方法根据Id查找汽车：一种是老办法，使用 Optional。和之前在 Spring 仓库的做法类似，结果可能为 null。

publicclass CarRepository {
    private List<Car> cars;
    public CarRepository(){
       getSomeCars();
    }
    Car 
findCarById(String id){
        for (Car car: cars){function(){   //外汇跟单www.gendan5.com            if (car.getId().equalsIgnoreCase(id)){
                return car;
            }
        }
        return null;
    }
    Optional<Car> findCarByIdWithOptional(String id){
        return cars.stream().filter(car->car.getId().equalsIgnoreCase(id)).findFirst();
    }
    private void getSomeCars(){
        cars = new ArrayList<>();
        cars.add(new Car("tesla", "1A9 4321", "red"));
        cars.add(new Car("volkswagen", "2B1 1292", "blue"));
        cars.add(new Car("skoda", "5C9 9984", "green"));
        cars.add(new Car("audi", "8E4 4321", "silver"));
        cars.add(new Car("mercedes", "3B4 5555", "black"));
        cars.add(new Car("seat", "6U5 3123", "white"));
    }
}

注意：初始化过程会在仓库中添加一些汽车模拟数据，便于演示。为了突出重点，避免问题复杂化，下面的讨论专注于 Optional 和 Option。

使用Java Optional

使用JUnit创建一个新测试：

@Test
void getCarById(){
    Car car = repository.findCarById("1A9 4321");
    Assertions.assertNotNull(car);
    Car nullCar = repository.findCarById("M 432 KT");
    Assertions.assertThrows(NullPointerException.class, ()->{
        if (nullCar == null){
            throw new NullPointerException();
        }
    });
}

上面的代码段采用了之前的老办法。查找捷克牌照1A9 4321对应的汽车，检查该车是否存在。输入俄罗斯车牌找不到对应的汽车，因为仓库中只有捷克车。结果为 null 可能会抛出 NullPointerException。

接下来用Java Optional。第一步，获得 Optional 实例，从存储库中使用指定方法返回 Optional：

@Test
void getCarByIdWithOptional(){
    Optional<Car> tesla = repository.findCarByIdWithOptional("1A9 4321");
    tesla.ifPresent(System.out::println);
}

这时调用findCarByIdWithOptional方法打印车辆信息（如果有的话)。运行程序，得到以下结果：

Car tesla with license id 1A9 4321 and of color red

但是，如果代码中没有特定方法该怎么办？这种情况可以从方法返回可能包含 null 的 Optional，称为nullable。

Optional<Car> nothing = Optional.ofNullable(repository.findCarById("5T1 0965"));
Assertions.assertThrows(NoSuchElementException.class, ()->{
    Car car = nothing.orElseThrow(()->new NoSuchElementException());
});

上面这段代码段中，我们发现了另一种方法。通过 findCarById 创建 Optional，如果未找到汽车可以返回 null。没有找到车牌号5T1 0965汽车时，可以用 orElseThrow 手动抛出 NoSuchElementException。另一种情况，如果请求的数据不在仓库中，可以用orElse返回默认值：

Car audi = repository.findCarByIdWithOptional("8E4 4311")
            .orElse(new Car("audi", 
"1W3 4212", 
"yellow"));
   
if (audi.getColor().equalsIgnoreCase("silver")){
     System.out.println("We have silver audi in garage!");
   } 
else {
     System.out.println("Sorry, there is no silver audi, but we called you a taxi");
}

好的，车库里没有找到银色奥迪，只好打车了！

使用 Vavr Option

Vavr OptionOption提供了另一种解决办法。首先，在项目中添加依赖，（使用 Maven）安装 Vavr：

<dependency>
   <groupId>io.vavr</groupId>
   <artifactId>vavr</artifactId>
   <version>0.10.2</version>
</dependency>

简而言之，Vavr 提供了类似的 API 新建 Option 实例。可以从 nullable 新建 Option 实例，像下面这样：

Option<Car> nothing = Option.of(repository.findCarById("T 543 KK"));

也可以用 none 静态方法创建一个empty容器：

Option<Car> nullable = Option.none();

此外，还有一种方法可以用 Java Optional 新建 Option。看下面这段代码：

Option<Car> result = Option.ofOptional(repository.findCarByIdWithOptional("5C9 9984"));

使用 Vavr Option，可以使用与 Optional相同的 API 来完成上述任务。例如，设置默认值：

Option<Car> result = Option.ofOptional(repository.findCarByIdWithOptional("5C9 9984"));
Car skoda = result.getOrElse(new Car("skoda", 
"5E2 4232", 
"pink"));
System.out.println(skoda);

或者，请求的数据不存在时可以抛出异常：

Option<Car> nullable = Option.none();
Assertions.assertThrows(NoSuchElementException.class, ()->{
nullable.getOrElseThrow(()->new NoSuchElementException());
});

另外，当数据不可用时，可以执行以下操作：

nullable.onEmpty(()->{
///runnable
});

如何根据数据是否存在来执行相应操作，类似 Optional 中 ifPresent？有几种实现方式。与 Optional 中 isPresent 类似，在 Option 中对应的方法称为 isDefined：

if (result.isDefined()){
// 实现功能
}

然而，使用 Option能摆脱 if-else。是否可以用Optional相同的方式完成？使用 peek 操作：

result.peek(val -> System.out.println(val)).onEmpty(() -> System.out.println("Result is missed"));

此外，Vavr Option还提供了一些其他非常有用的方法，在函数式编程上比Optional类效果更好。因此，建议您花一些时间来探索 Vavr Option javadocs尝试使用这些API。我会持续跟进一些类似 map、narrow、isLazy 和 when 这样有趣的功能。

感谢各位的阅读，以上就是“如何使用Java Optional类”的内容了，经过本文的学习后，相信大家对如何使用Java Optional类这一问题有了更深刻的体会，具体使用情况还需要大家实践验证。这里是亿速云，小编将为大家推送更多相关知识点的文章，欢迎关注！