如何使用Java Optional類

這篇文章主要講解了“如何使用Java Optional類”，文中的講解內容簡單清晰，易于學習與理解，下面請大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來研究和學習“如何使用Java Optional類”吧！

注意：示例代碼要求使用Java 11及更高版本。所有代碼在 Vavr0.10.2環境下完成測試。

Java Optional 簡介

Optional 并不是什么新概念，像 Haskell、Scala 這樣的函數式編程語言已經提供了實現。調用方法后，返回值未知或者不存在（比如 null）的情況下，用 Optional 處理非常好用。下面通過實例進行介紹。

新建 Optional 實例

首先，需要獲得 Optional 實例，有以下幾種方法可以新建 Optional 實例。不僅如此，還可以創建empty Optional。方法一，通過 value 創建，過程非常簡單：

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");
}

為Integer 4 新建一個Optional實例。這種方法得到的 Optional 始終包含一個 value 且不為 null，例如上面這個示例。使用 ifPresent() 可以檢查value是否存在。可以注意到 four 不是 Integer，而是一個裝有整數的容器。如果確認 value 存在，可以用 get() 方法執行拆箱操作。具有諷刺意味的是，調用 get() 前如果不進行檢查，可能會拋出 NoSuchElementException。

方法二，得到 Optional 對象的另一種方法是使用 stream。Stream提供的一些方法會返回Optional，可以用來檢查結果是否存在，例如：

• findAny 

• findFirst 

• max 

• min 

• reduce 

查看下面的代碼段：

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

方法三，使用 Nullable 新建 Optional。可能產生 null：

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

最后，可以新建一個 empty Optional：

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

如何使用 Optional

獲得 Optional 對象后即可使用。一種典型的場景是在 Spring 倉庫中根據 Id 查找記錄。可以使用 Optional 實現代碼邏輯，避免 null 檢查（順便提一下，Spring 也支持 Vavr Option）。比如，從圖書倉庫里查找一本書。

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

首先，如果有這本書，可以繼續執行對應的業務邏輯。在前面的章節用 if-else實現了功能。當然，還有其他辦法：Optional 提供了一個方法，接收 Consumer 對象作為輸入：

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

還可以直接使用方法引用，看起來更簡單：

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

如果倉庫中沒有該書，可以用ifPresentOrElseGet提供回調函數：

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

如果結果不存在，可以返回另一個value：

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

但是，Optional 也有缺點，使用時需要注意。最后一個例子中，“確保”無論如何都能獲得一本書，可能在倉庫中，也可能來自 orElse。但如果默認的返回值不是常量或者需要支持一些復雜方法該怎么辦？首先，Java 無論如何都會執行 findOne,然后調用 orElse方法。默認返回值可以為常量，但正如我之前所說那樣，執行過程比較耗時。

另一個示例

下面用一個簡單的示例介紹如何實際使用 Optional 和 Option 類。有一個 CarRepository，可以根據提供的 ID（比如車牌號）查找汽車，接下來用這個示例介紹如何使用 Optional 和 Option。

首先，加入下面代碼

從 POJO 類 Car 開始。它遵循 immutable 模式，所有字段都標記為 final，只包含 getter 沒有 setter。初始化時提供所有數據：

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;
    }
}

接下來創建 CarRepository類。提供兩種方法根據Id查找汽車：一種是老辦法，使用 Optional。和之前在 Spring 倉庫的做法類似，結果可能為 null。

publicclass CarRepository {
    private List<Car> cars;
    public CarRepository(){
       getSomeCars();
    }
    Car 
findCarById(String id){
        for (Car car: cars){function(){   //外匯跟單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：初始化過程會在倉庫中添加一些汽車模擬數據，便于演示。為了突出重點，避免問題復雜化，下面的討論專注于 Optional 和 Option。

使用Java Optional

使用JUnit創建一個新測試：

@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();
        }
    });
}

上面的代碼段采用了之前的老辦法。查找捷克牌照1A9 4321對應的汽車，檢查該車是否存在。輸入俄羅斯車牌找不到對應的汽車，因為倉庫中只有捷克車。結果為 null 可能會拋出 NullPointerException。

接下來用Java Optional。第一步，獲得 Optional 實例，從存儲庫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);
}

這時調用findCarByIdWithOptional方法打印車輛信息（如果有的話)。運行程序，得到以下結果：

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

但是，如果代碼中沒有特定方法該怎么辦？這種情況可以從方法返回可能包含 null 的 Optional，稱為nullable。

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

上面這段代碼段中，我們發現了另一種方法。通過 findCarById 創建 Optional，如果未找到汽車可以返回 null。沒有找到車牌號5T1 0965汽車時，可以用 orElseThrow 手動拋出 NoSuchElementException。另一種情況，如果請求的數據不在倉庫中，可以用orElse返回默認值：

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，車庫里沒有找到銀色奧迪，只好打車了！

使用 Vavr Option

Vavr OptionOption提供了另一種解決辦法。首先，在項目中添加依賴，（使用 Maven）安裝 Vavr：

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

簡而言之，Vavr 提供了類似的 API 新建 Option 實例。可以從 nullable 新建 Option 實例，像下面這樣：

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

也可以用 none 靜態方法創建一個empty容器：

Option<Car> nullable = Option.none();

此外，還有一種方法可以用 Java Optional 新建 Option。看下面這段代碼：

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

使用 Vavr Option，可以使用與 Optional相同的 API 來完成上述任務。例如，設置默認值：

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，請求的數據不存在時可以拋出異常：

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

另外，當數據不可用時，可以執行以下操作：

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

如何根據數據是否存在來執行相應操作，類似 Optional 中 ifPresent？有幾種實現方式。與 Optional 中 isPresent 類似，在 Option 中對應的方法稱為 isDefined：

if (result.isDefined()){
// 實現功能
}

然而，使用 Option能擺脫 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還提供了一些其他非常有用的方法，在函數式編程上比Optional類效果更好。因此，建議您花一些時間來探索 Vavr Option javadocs嘗試使用這些API。我會持續跟進一些類似 map、narrow、isLazy 和 when 這樣有趣的功能。

感謝各位的閱讀，以上就是“如何使用Java Optional類”的內容了，經過本文的學習后，相信大家對如何使用Java Optional類這一問題有了更深刻的體會，具體使用情況還需要大家實踐驗證。這里是億速云，小編將為大家推送更多相關知識點的文章，歡迎關注！