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如何用一行代码解决空指针问题

在文章的开头,先说下NPE问题,NPE问题就是,我们在开发中经常碰到的NullPointerException.假设我们有两个类,他们的UML类图如下图所示

在这种情况下,有如下代码

user.getAddress().getProvince();

这种写法,在user为null时,是有可能报NullPointerException异常的。为了解决这个问题,于是采用下面的写法

if(user!=null){

Address address = user.getAddress();

if(address!=null){

String province = address.getProvince();

}

}

这种写法是比较丑陋的,为了避免上述丑陋的写法,让丑陋的设计变得优雅。JAVA8提供了Optional类来优化这种写法,接下来的正文部分进行详细说明

API介绍

先介绍一下API,与其他文章不同的是,本文采取类比的方式来讲,同时结合源码。而不像其他文章一样,一个个API罗列出来,让人找不到重点。

1、Optional(T value),empty(),of(T value),ofNullable(T value)

这四个函数之间具有相关性,因此放在一组进行记忆。

先说明一下,Optional(T value),即构造函数,它是private权限的,不能由外部调用的。其余三个函数是public权限,供我们所调用。那么,Optional的本质,就是内部储存了一个真实的值,在构造的时候,就直接判断其值是否为空。好吧,这么说还是比较抽象。直接上Optional(T value)构造函数的源码,如下图所示

那么,**of(T value)**的源码如下

public static 《T》 Optional《T》 of(T value) {

return new Optional《》(value);

}

也就是说of(T value)函数内部调用了构造函数。根据构造函数的源码我们可以得出两个结论:

通过of(T value)函数所构造出的Optional对象,当Value值为空时,依然会报NullPointerException。

通过of(T value)函数所构造出的Optional对象,当Value值不为空时,能正常构造Optional对象。

除此之外呢,Optional类内部还维护一个value为null的对象,大概就是长下面这样的

public final class Optional《T》 {

//省略。..。

private static final Optional《?》 EMPTY = new Optional《》();

private Optional() {

this.value = null;

}

//省略。..

public static《T》 Optional《T》 empty() {

@SuppressWarnings(“unchecked”)

Optional《T》 t = (Optional《T》) EMPTY;

return t;

}

}

那么,empty()的作用就是返回EMPTY对象。

好了铺垫了这么多,可以说ofNullable(T value)的作用了,上源码

public static 《T》 Optional《T》 ofNullable(T value) {

return value == null ? empty() : of(value);

}

好吧,大家应该都看得懂什么意思了。相比较of(T value)的区别就是,当value值为null时,of(T value)会报NullPointerException异常;ofNullable(T value)不会throw Exception,ofNullable(T value)直接返回一个EMPTY对象。

那是不是意味着,我们在项目中只用ofNullable函数而不用of函数呢?

不是的,一个东西存在那么自然有存在的价值。当我们在运行过程中,不想隐藏NullPointerException。而是要立即报告,这种情况下就用Of函数。但是不得不承认,这样的场景真的很少。博主也仅在写junit测试用例中用到过此函数。另外关注:架构师专栏,在后台回复:“面试题”可以获取,高清PDF最新版3625页互联网大厂面试题。

2、orElse(T other),orElseGet(Supplier《? extends T》 other)和orElseThrow(Supplier《? extends X》 exceptionSupplier)

这三个函数放一组进行记忆,都是在构造函数传入的value值为null时,进行调用的。orElse和orElseGet的用法如下所示,相当于value值为null时,给予一个默认值:

@Test

public void test() {

User user = null;

user = Optional.ofNullable(user).orElse(createUser());

user = Optional.ofNullable(user).orElseGet(() -》 createUser());

}

public User createUser(){

User user = new User();

user.setName(“zhangsan”);

return user;

}

这两个函数的区别:当user值不为null时,orElse函数依然会执行createUser()方法,而orElseGet函数并不会执行createUser()方法,大家可自行测试。

至于orElseThrow,就是value值为null时,直接抛一个异常出去,用法如下所示

User user = null;

Optional.ofNullable(user).orElseThrow(()-》new Exception(“用户不存在”));

3、map(Function《? super T, ? extends U》 mapper)和flatMap(Function《? super T, Optional《U》》 mapper)

这两个函数放在一组记忆,这两个函数做的是转换值的操作。

直接上源码

public final class Optional《T》 {

//省略。..。

public《U》 Optional《U》 map(Function《? super T, ? extends U》 mapper) {

Objects.requireNonNull(mapper);

if (!isPresent())

return empty();

else {

return Optional.ofNullable(mapper.apply(value));

}

}

//省略。..

public《U》 Optional《U》 flatMap(Function《? super T, Optional《U》》 mapper) {

Objects.requireNonNull(mapper);

if (!isPresent())

return empty();

else {

return Objects.requireNonNull(mapper.apply(value));

}

}

}

这两个函数,在函数体上没什么区别。唯一区别的就是入参,map函数所接受的入参类型为Function《? super T, ? extends U》,而flapMap的入参类型为Function《? super T, Optional《U》》。

在具体用法上,对于map而言:

如果User结构是下面这样的

public class User {

private String name;

public String getName() {

return name;

}

}

这时候取name的写法如下所示

String city = Optional.ofNullable(user).map(u-》 u.getName()).get();

对于flatMap而言:

如果User结构是下面这样的

public class User {

private String name;

public Optional《String》 getName() {

return Optional.ofNullable(name);

}

}

这时候取name的写法如下所示

String city = Optional.ofNullable(user).flatMap(u-》 u.getName()).get();

4、isPresent()和ifPresent(Consumer《? super T》 consumer)

这两个函数放在一起记忆,isPresent即判断value值是否为空,而ifPresent就是在value值不为空时,做一些操作。这两个函数的源码如下

public final class Optional《T》 {

//省略。..。

public boolean isPresent() {

return value != null;

}

//省略。..

public void ifPresent(Consumer《? super T》 consumer) {

if (value != null)

consumer.accept(value);

}

}

需要额外说明的是,大家千万不要把

if (user != null){

// TODO: do something

}

给写成

User user = Optional.ofNullable(user);

if (Optional.isPresent()){

// TODO: do something

}

因为这样写,代码结构依然丑陋。博主会在后面给出正确写法

至于ifPresent(Consumer《? super T》 consumer),用法也很简单,如下所示

Optional.ofNullable(user).ifPresent(u-》{

// TODO: do something

});

5、filter(Predicate《? super T》 predicate)

不多说,直接上源码

public final class Optional《T》 {

//省略。..。

Objects.requireNonNull(predicate);

if (!isPresent())

return this;

else

return predicate.test(value) ? this : empty();

}

filter 方法接受一个 Predicate 来对 Optional 中包含的值进行过滤,如果包含的值满足条件,那么还是返回这个 Optional;否则返回 Optional.empty。

用法如下

Optional《User》 user1 = Optional.ofNullable(user).filter(u -》 u.getName().length()《6);

如上所示,如果user的name的长度是小于6的,则返回。如果是大于6的,则返回一个EMPTY对象。

实战使用

例一

在函数方法中

以前写法

public String getCity(User user) throws Exception{

if(user!=null){

if(user.getAddress()!=null){

Address address = user.getAddress();

if(address.getCity()!=null){

return address.getCity();

}

}

}

throw new Excpetion(“取值错误”);

}

JAVA8写法

public String getCity(User user) throws Exception{

return Optional.ofNullable(user)

.map(u-》 u.getAddress())

.map(a-》a.getCity())

.orElseThrow(()-》new Exception(“取指错误”));

}

例二

比如,在主程序中

以前写法

if(user!=null){

dosomething(user);

}

JAVA8写法

Optional.ofNullable(user)

.ifPresent(u-》{

dosomething(u);

});

例三

以前写法

public User getUser(User user) throws Exception{

if(user!=null){

String name = user.getName();

if(“zhangsan”.equals(name)){

return user;

}

}else{

user = new User();

user.setName(“zhangsan”);

return user;

}

}

java8写法

public User getUser(User user) {

return Optional.ofNullable(user)

.filter(u-》“zhangsan”.equals(u.getName()))

.orElseGet(()-》 {

User user1 = new User();

user1.setName(“zhangsan”);

return user1;

});

}

其他的例子,不一一列举了。不过采用这种链式编程,虽然代码优雅了。但是,逻辑性没那么明显,可读性有所降低,大家项目中看情况酌情使用。

责任编辑:haq

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