Optional 是你的 Option 吗？
前言
小知识，大挑战！本文正在参与“程序员必备小知识”创作活动。Optional 是 Java 8 引入的新特性，它的出现就是帮助解决程序员经常碰到 NPE（NullPointerException） 问题，但是由于可读行的原因，很多人在项目当中很少使用它，而是使用更为直观的 if...else，在我看来，Optional 既然被推出了就一定有使用它的价值和意义，有必要去学习了解它，掌握之后写出优雅且略显高级感的代码不在话下！希望 Optional 会是你在编码过程中的一个 Option 。
介绍
A container object which may or may not contain a non-null value. If a value is present, isPresent() will return true and get() will return the value.
这是 Java 8 docs 上的一段原话，总的概况来说就是 Optional 是一个可包含或不包含非空值的容器对象，本质上是一个包装类，里面存放值可以是任何具体 Java 类型，通过 get 方法可以拿到里面的值。
创建实例的静态方法
Optional.empty()
用来创建一个空 Optional 实例
System.out.println(Optional.empty()); // Optional.empty 复制代码
Optional.of(T value)
用来创建一个具有指定的当前非空值的 Optional 实例
注意传入的值非空，否则会报 NPE
示例
// 对象属性为空，并非 null User emptyUser = new User(); System.out.println(Optional.of(emptyUser)); // User 对象为空 User nullUser = null; System.out.println(Optional.of(nullUser)); // throw NullPointerException // String 对象为空 String nullString = null; System.out.println(Optional.of(nullString)); // // throw NullPointerException 复制代码
Optional.ofNullable(T value)
如果值非空返回描述指定值的 Optional ，否则返回 Optional.empty()，不会抛出异常
示例
// 对象属性为空，并非 null User emptyUser = new User(); System.out.println(Optional.ofNullable(emptyUser)); // Optional[User{id=null, name='null', sex='null', age=null, salary=null}] // User 对象为空 User nullUser = null; System.out.println(Optional.ofNullable(nullUser)); // Optional.empty // String 对象为空 String nullString = null; System.out.println(Optional.ofNullable(nullString)); // Optional.empty 复制代码小结
使用 Optional 前需要使用以上三种静态方法创建实例
创建空实例使用 Optional.empty()
如果要创建非空实例，建议使用Optional.ofNullable()，能明确传入参数不为 null ，可以使用 Optional.of() 方式进行创建。
常用的实例方法
isPresent()
用来判断包装值是否存在，如果值存在返回 true ，否则返回 false
示例
Optional<User> opt1 = Optional.of(emptyUser); // Optional[User{id=null, name='null', sex='null', age=null, salary=null}] Optional<User> opt2 = Optional.ofNullable(nullUser); // Optional.empty System.out.println(opt1.isPresent() ? "包装值存在" : "包装值不存在"); // 包装值存在 System.out.println(opt2.isPresent() ? "包装值存在" : "包装值不存在"); // 包装值不存在 复制代码ifPresent(Consumer<? super T> consumer)
如果 Optional 实例有值则为其调用函数对象 consumer ，否则不做处理
如何理解函数式接口 Consumer ？
// 消费者方法 private static void consumerMethod(User user, Consumer<User> cu) { cu.accept(user); } // main 主方法中调用 User user01 = new User(42, "石天苟", "女", 16, 4520); consumerMethod(user01, user1 -> System.out.println(user1.getName() + user1.getSex())); // 石天苟女 复制代码Consumer 是消费型接口，接收接口代码段或 Lambda 表达式，通用的方法是用 accept() 方法，该抽象方法对传入的值进行消费，没有返回值。消费的是函数（或是代码段），封装的是逻辑代码。
示例
// opt1、opt2 定义见上 opt1.ifPresent(System.out::println); // User{id=null, name='null', sex='null', age=null, salary=null} opt2.ifPresent(System.out::println); // 无任何输出 复制代码get()
如果包装值存在，则从 Optional 封装中取出并返回，否则抛出 NoSuchElementException 异常
示例
User user = opt1.get(); opt2.get(); // throw NoSuchElementException: No value present System.out.println(user); // User{id=null, name='null', sex='null', age=null, salary=null} 复制代码orElse(T other)
如果存在则返回该值，否则返回 other
示例
User user02 = new User(20, "李四", "女", 15, 2350); // opt2 为 null，所以返回 other => user02 User orElse = opt2.orElse(user02); System.out.println(orElse); // User{id=20, name='李四', sex='女', age=15, salary=2350} 复制代码orElseGet(Supplier<? extends T> other)
如果存在则返回该值，否则调用 other 并返回该调用的结果。参数接收 Supplier 接口的实现，Optional 中包含值则返回值，否则返回值从该 Supplier 获取
如何理解函数式接口 Supplier ？
// 提供者/供应商方法 private static User supplierMethod(Supplier<User> su) { return su.get(); } // main 主方法中调用 User user03 = new User(42, "王麻子", "男", 29, 4000); System.out.println(supplierMethod(() -> user03)); // User{id=42, name='王麻子', sex='男', age=29, salary=4000} 复制代码Supplier 是提供型接口，接收接口代码段或 Lambda 表达式，通用的方法是用 get() 方法，该抽象方法传入什么数据就得到什么样的结果，可以理解为“种豆得豆，种瓜得瓜”。提供的是函数（或是代码段），封装的是逻辑代码。
示例
orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier)
返回包含的值(如果存在)，否则抛出由 exceptionSupplier 创建的异常
示例
try { // opt2 为 null，所以抛出提供的异常 User elseThrow = opt2.orElseThrow(NullPointerException::new); System.out.println(elseThrow); }catch (Exception e) { System.out.println(e); // java.lang.NullPointerException } 复制代码filter(Predicate<? super T> predicate)
如果包装值存在且符合 predicate 条件，则返回一个描述该值的 Optional ，否则返回 Optional.empty
示例
Optional<User> opt = Optional.ofNullable(user02) .filter(u2 -> u2.getSalary() > 6000); // 没有满足 predicate 的条件 System.out.println(opt); // Optional.empty 复制代码
map(Function<? super T,? extends U> mapper)
源码分析
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)); } } 复制代码如果一个值存在，对它应用提供映射函数，返回的是一个用 Optional.ofNullable 包装后的 Optional
示例
Integer newNameLens = Optional.of(user03) // Optional<User> .map(u3 -> u3.getName() + '-' + u3.getSex()) // 到这返回的是 Optional<String> .map(newName -> newName.trim()) // 到这返回的还是 Optional<String> .map(newName -> newName.length()) // 到这返回的是 Optional<Integer> .get(); // 取出 Optional 中包装值 System.out.println("通过 Map 映射处理后，得到新名字长度：" + newNameLens); // 通过 Map 映射处理后，得到新名字长度：5 复制代码flatMap(Function<? super T,Optional> mapper)
源码分析
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)); } } 复制代码如果一个值存在，对它应用提供映射函数，返回的是一个用 Objects.requireNonNull 包装后的 Optional，映射函数结果为空会报 NPE
示例
user02.setName("诸葛大力"); String firstName = Optional.ofNullable(user02) // // 到这返回的是 Optional<User> .flatMap(u2 -> Optional.of(u2.getName())) // 到这返回的是 Optional<String> .flatMap(name -> { String familyName; if (name.length() <=3) { familyName = name.substring(0, 1); } else { familyName = name.substring(0, 2); } return Optional.of(familyName); }) // 到这返回的还是 Optional<String> System.out.println("经过 flatMap 映射处理之后，用户名姓氏：" + firstName); // 诸葛 复制代码小结
当包装值存在时，都能拿到描述该值的 Optional
当包装值可能不存在时，注意避免 NPE 异常，创建 Optional 包装类时要使用静态 ofNullable() ，链式末尾加 orElse...() 走为空值时的逻辑或者抛出对应的异常信息，此外，也可以用 isPresent() 判空、ifPresent() 方法将可能存在的包装值消费掉，此时值为空也没关系，并不会做处理、报 NPE
Optional 实例方法 map() 和 flatMap() 区别在于，一个映射函数结果是具体值且可以为空，后一个则是 Optional 且不能为空，否则 NPE 安排
场景运用
空值转换
String avatarUrl = null; User user = new User("HUALEI", url); String userAvatarUrl = Optional.ofNullable(user) .map(u -> u.getUserAvatar()).orElse("https://p3-passport.byteacctimg.com/img/user-avatar/7c53d8cf8b3f3de699f1db654b88063d~300x300.image"); user.setUserAcatar(avatarUrl); 复制代码如果用户未设置头像，则采用默认头像。
Integer salary = Optional.ofNullable(emptyUser) .map(u -> u.getSalary()) .orElse(0); emptyUser.setSalary(salary); 复制代码
如果员工没有初始工资，则将默认为 0。
值过滤
验证手机号码格式，常规写法：
String phone = "12345678910"; String regex = "^((13[0-9])|(14[5|7])|(15([0-3]|[5-9]))|(17[013678])|(18[0,5-9]))\d{8}$"; Pattern p = Pattern.compile(regex); Matcher m = p.matcher(phone); boolean isMatch = m.matches(); if(isMatch){ System.out.println("手机号格式正确"); } else { System.out.println("手机号码格式错误"); } 复制代码使用 Optional.filter() 方法过滤
boolean isValid = Optional.ofNullable(user) .filter(u -> { Pattern pattern = Pattern.compile(regex); return pattern.matcher(u.getPhone()).matches(); }) .isPresent(); assertTrue(isValid); 复制代码混合操作
员工列表
User user01 = new User(42, "石天苟", "女", 16, 4520); User user02 = new User(20, "李四", "女", 15, 2350); User user03 = new User(42, "王麻子", "男", 29, 4000); List<User> users = new ArrayList<User>() {{ add(user01); add(user02); add(user03); }}; 复制代码求员工的总工资，之前我们可能会这样写：
// 计算工资累加器 int sumSalary = 0; // 在增强 for 循环中累加每个非空用户的工资 if (users != null) { for (User u : users) { if(u != null) { sumSalary += u.getSalary(); } } } System.out.println("员工总工资：" + sumSalary); // 员工总工资：10870 复制代码看了这篇 流上的函数式操作 - 掘金 (juejin.cn) 的你，可能会这样写：
Integer sumSalary = 0; if (users != null) { sumSalary = users.stream() .filter(Objects::nonNull) .map(User::getSalary) .reduce(0, (sum, currentValue) -> sum + currentValue); } System.out.println("员工总工资：" + sumSalary); // 员工总工资：10870 复制代码但你会这样写吗？
Integer sumSalary = Optional.ofNullable(users).map(us -> { Integer sum = 0; for (User user : us) { sum += Optional.ofNullable(user).map(User::getSalary).orElse(0); } return sum; }).orElse(0); System.out.println("员工总工资：" + sumSalary); // 员工总工资：10870 复制代码结尾
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作者：HUALEI
链接：https://juejin.cn/post/7021005335234084894