深入了解Java 8中的可选类API

作为Java程序员，我们所有人都经历了以下情况：我们调用一个方法来获取某个值，然后代替直接对返回值调用某些方法，我们首先必须检查返回值不为null，然后在返回值。这是像Guava这样的外部API试图解决的难题。此外，其他JVM语言（例如Scala，Ceylon等）也将这些功能嵌入了核心API。在我以前的文章中，我写了关于一种这样的JVM语言即Scala的支持的文章。

Java的较新版本（即Java 8）引入了一个名为Optional的新类。可选类的Javadoc说：

可以包含或不包含非null值的容器对象。如果存在值，则isPresent（）将返回true，而get（）将返回该值。

在这篇文章中，让我们看一下Optional类中存在的每个方法，并用一个或两个示例进行解释。

`of`

返回带有指定的当前非空值的Optional。

此方法是用于创建Optional类的实例的工厂方法。这里要注意的一点是，传递给创建实例的值必须为非null。如果传递的值为null，则抛出NullPointerException 。

//Creating an instance of Optional using the factory method.
Optional<String> name = Optional.of("Sanaulla");
//This fails with a NullPointerException.
Optional<String> someNull = Optional.of(null);

`ofNullable`

返回描述指定值的Optional，如果非空，则返回空值。

与of方法类似，唯一的区别是此方法还处理空值。一个例子：

//This represents an instance of Optional containing no value
//i.e the value is 'null'
Optional empty = Optional.ofNullable(null);

`isPresent`

很简单的理解：

如果存在值，则返回true，否则返回false。

就像是：

//isPresent method is used to check if there is any 
//value embedded within the Optional instance.
if (name.isPresent()) {//Invoking get method returns the value present//within the Optaional instance.System.out.println(name.get());//prints Sanaulla
}

`get`

如果此Optional中存在一个值，则返回该值，否则抛出NoSuchElementException。

此方法用于检索Optional实例中存在的值。我们在上面看到了一个这样的例子。让我们看一个抛出NoSuchElementException的例子：

//The below code prints: No value present 
try {//Invoking get method on an empty Optaional instance //throws NoSuchElementException.System.out.println(empty.get());
} catch (NoSuchElementException ex) {System.out.println(ex.getMessage());
}

`ifPresent`

如果存在值，请使用该值调用指定的使用者，否则不执行任何操作。

要了解此方法，您必须了解Consumer类。简而言之，Consumer是一个具有单个抽象方法的类，用于消费一些值并对其执行一些操作而不返回任何值。在Java 8中，可以将lambda表达式传递给期望使用Consumer接口的方法。
如果Optional实例中存在该值，则上述方法接受代码/ lambda表达式块以执行某些操作。就像是：

//ifPresent method takes a lambda expression as a parameter.
//The lambda expression can then consume the value if it is present
//and perform some operation with it.
name.ifPresent((value) -> {System.out.println("The length of the value is: " + value.length());
});

`orElse`

返回值（如果存在），否则返回其他。

此方法要么返回Optional实例中存在的值，否则返回返回作为参数传递给orElse方法的值。让我们看一个例子：

//orElse method either returns the value present in the Optional instance
//or returns the message passed to the method in case the value is null.
//prints: There is no value present!
System.out.println(empty.orElse("There is no value present!"));
//prints: Sanaulla
System.out.println(name.orElse("There is some value!"));

`orElseGet`

该方法类似于上述方法。区别在于如何获取默认值。在orElse方法中，我们传递固定的字符串作为默认值，但在orElseGet方法中，我们传递Supplier接口的实现，该接口具有用于生成默认值的方法。让我们看一个例子：

//orElseGet is similar to orElse with a difference that instead of passing 
//a default value, we pass in a lambda expression which generates the default 
//value for us.
//prints: Default Value
System.out.println(empty.orElseGet(() -> "Default Value"));
//prints: Sanaulla
System.out.println(name.orElseGet(() -> "Default Value"));

`orElseThrow`

返回包含的值（如果存在），否则抛出异常，由提供的供应商创建。

就像在方法orElseGet我们通过一个供应商的接口，但在orElseThrow方法我们通过lambda表达式/方法引用抛出一个异常时，未找到该值。一个例子：

try {//orElseThrow similar to orElse method, instead of returning a default//value, this method throws an exception which is generated from //the lambda expression/method reference passed as a param to the method.empty.orElseThrow(ValueAbsentException::new);
} catch (Throwable ex) {//prints: No value present in the Optional instanceSystem.out.println(ex.getMessage());
}

而且ValueAbsentException的定义是：

class ValueAbsentException extends Throwable {public ValueAbsentException() {super();}public ValueAbsentException(String msg) {super(msg);}@Overridepublic String getMessage() {return "No value present in the Optional instance";}
}

`map`

从有关地图方法的文档中：

如果存在值，则将提供的映射函数应用于该值，如果结果为非null，则返回描述结果的Optional。否则，返回一个空的Optional。

此方法用于对Optional实例中存在的值应用一组操作。这组操作以表示函数接口实现的lambda表达式的形式传递。如果您不熟悉Function接口，那么请花一些时间在这里阅读我以前关于同一主题的博客文章。让我们看一下map方法的示例：

//map method modifies the value present within the Optional instance
//by applying the lambda expression passed as a parameter. 
//The return value of the lambda expression is then wrapped into another
//Optional instance.
Optional<String> upperName = name.map((value) -> value.toUpperCase());
System.out.println(upperName.orElse("No value found"));

`flatMap`

从flatMap方法的文档中：

如果存在一个值，则对其应用所提供的带有可选参数的映射函数，返回该结果，否则返回一个空的Optional。此方法与map（Function）相似，但是提供的映射器是其结果已经是Optional的映射器，如果调用它，则flatMap不会使用附加的Optional对其进行包装。

此方法与map方法非常相似，不同之处在于传递给它的映射函数的返回类型。在map方法的情况下，映射函数的返回值可以是任何类型T ，而在flatMap方法的情况下，映射函数的返回值只能是Optional类型

让我们看一下上面的示例，其中将map方法重写为flatMap方法：

//flatMap is exactly similar to map function, the differece being in the
//return type of the lambda expression passed to the method.
//In the map method, the return type of the lambda expression can be anything
//but the value is wrapped within an instance of Optional class before it 
//is returned from the map method, but in the flatMap method the return 
//type of lambda expression's is always an instance of Optional.
upperName = name.flatMap((value) -> Optional.of(value.toUpperCase()));
System.out.println(upperName.orElse("No value found"));//prints SANAULLA

`filter`

通过将要应用于值的条件传递给filter方法，该方法用于将值限制在Optional实例内。该文件说：

如果存在一个值，并且该值与给定谓词匹配，则返回描述该值的Optional，否则返回一个空的Optional。

到现在为止，您必须已经知道如何将一些代码块传递给该方法。是的，它是lambda表达式。对于这种方法，我们必须传递一个lambda表达式，该表达式将是Predicate接口的实现。如果您不熟悉谓词界面，请花一些时间阅读这篇文章。

现在让我们看一下filter方法的不同用法，即满足条件和不满足条件的两个示例。

//filter method is used to check if the given optional value satifies
//some condtion. If it satifies the condition then the same Optional instance
//is returned, otherwise an empty Optional instance is returned.
Optional<String> longName = name.filter((value) -> value.length() > 6);
System.out.println(longName.orElse("The name is less than 6 characters"));//prints Sanaulla//Another example where the value fails the condition passed to the 
//filter method.
Optional<String> anotherName = Optional.of("Sana");
Optional<String> shortName = anotherName.filter((value) -> value.length() > 6);
//prints: The name is less than 6 characters
System.out.println(shortName.orElse("The name is less than 6 characters"));

借此，我向您介绍了Optional类中存在的各种方法。让我将以上所有示例汇总为一个示例，如下所示：

public class OptionalDemo {public static void main(String[] args) {//Creating an instance of Optional//This value can also be returned from some method. Optional<String> name = Optional.of("Sanaulla");//This represents an instance of Optional containing no value//i.e the value is 'null'Optional empty = Optional.ofNullable(null);//isPresent method is used to check if there is any //value embedded within the Optional instance.if (name.isPresent()) {//Invoking get method returns the value present//within the Optaional instance.System.out.println(name.get());}try {//Invoking get method on an empty Optaional instance //throws NoSuchElementException.System.out.println(empty.get());} catch (NoSuchElementException ex) {System.out.println(ex.getMessage());}//ifPresent method takes a lambda expression as a parameter.//The lambda expression can then consume the value if it is present//and perform some operation with it.name.ifPresent((value) -> {System.out.println("The length of the value is: " + value.length());});//orElse method either returns the value present in the Optional instance//or returns the message passed to the method in case the value is null.System.out.println(empty.orElse("There is no value present!"));System.out.println(name.orElse("There is some value!"));//orElseGet is similar to orElse with a difference that instead of passing //a default value, we pass in a lambda expression which generates the default //value for us.System.out.println(empty.orElseGet(() -> "Default Value"));System.out.println(name.orElseGet(() -> "Default Value"));try {//orElseThrow similar to orElse method, instead of returning a default//value, this method throws an exception which is genereated from //the lambda expression/method reference passed as a param to the method.empty.orElseThrow(ValueAbsentException::new);} catch (Throwable ex) {System.out.println(ex.getMessage());}//map method modifies the value present within the Optional instance//by applying the lambda expression passed as a parameter. //The return value of the lambda expression is then wrapped into another//Optional instance.Optional<String> upperName = name.map((value) -> value.toUpperCase());System.out.println(upperName.orElse("No value found"));//flatMap is exactly similar to map function, the differece being in the//return type of the lambda expression passed to the method.//In the map method, the return type of the lambda expression can be anything//but the value is wrapped within an instance of Optional class before it //is returned from the map method, but in the flatMap method the return //type of lambda expression's is always an instance of Optional.upperName = name.flatMap((value) -> Optional.of(value.toUpperCase()));System.out.println(upperName.orElse("No value found"));//filter method is used to check if the given optional value satifies//some condtion. If it satifies the condition then the same Optional instance//is returned, otherwise an empty Optional instance is returned.Optional<String> longName = name.filter((value) -> value.length() > 6);System.out.println(longName.orElse("The name is less than 6 characters"));//Another example where the value fails the condition passed to the //filter method.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"));}}

以及以上代码的输出：

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

参考：在Experiences Unlimited博客上，我们的JCG合作伙伴 Mohamed Sanaulla深入研究了Java 8中的Optional类API 。