Java 8 - Optional类深度解读
新版本的Java，比如Java 8引入了一个新的Optional类。Optional类的Javadoc描述：这是一个可以为null的容器对象。如果值存在则isPresent()方法会返回true，调用get()方法会返回该对象。
本文会逐个探讨Optional类包含的方法，并通过一两个示例展示如何使用。
Optional类方法
of
为非null的值创建一个Optional。
of方法通过工厂方法创建Optional类。需要注意的是，创建对象时传入的参数不能为null。如果传入参数为null，则抛出NullPointerException 。
//调用工厂方法创建Optional实例
Optional<String> name = Optional.of("Sanaulla");
//传入参数为null，抛出NullPointerException.
Optional<String> someNull = Optional.of(null);
ofNullable
为指定的值创建一个Optional，如果指定的值为null，则返回一个空的Optional。
ofNullable与of方法相似，唯一的区别是可以接受参数为null的情况。示例如下：
//下面创建了一个不包含任何值的Optional实例
//例如，值为'null'
Optional empty = Optional.ofNullable(null);
isPresent
非常容易理解,如果值存在返回true，否则返回false。
类似下面的代码：
//isPresent方法用来检查Optional实例中是否包含值
if (name.isPresent()) {
//在Optional实例内调用get()返回已存在的值
System.out.println(name.get());//输出Sanaulla
}
get
如果Optional有值则将其返回，否则抛出NoSuchElementException。
上面的示例中，get方法用来得到Optional实例中的值。下面我们看一个抛出NoSuchElementException的例子：
//执行下面的代码会输出：No value present
try {
//在空的Optional实例上调用get()，抛出NoSuchElementException
System.out.println(empty.get());
} catch (NoSuchElementException ex) {
System.out.println(ex.getMessage());
}
ifPresent
如果Optional实例有值则为其调用consumer，否则不做处理。
要理解ifPresent方法，首先需要了解Consumer类。简答地说，Consumer类包含一个抽象方法。该抽象方法对传入的值进行处理，但没有返回值。Java8支持不用接口直接通过lambda表达式传入参数。
如果Optional实例有值，调用ifPresent()可以接受接口段或lambda表达式。类似下面的代码：
//ifPresent方法接受lambda表达式作为参数。
//lambda表达式对Optional的值调用consumer进行处理。
name.ifPresent((value) -> {
System.out.println("The length of the value is: " + value.length());
});
orElse
如果有值则将其返回，否则返回指定的其它值。
如果Optional实例有值则将其返回，否则返回orElse方法传入的参数。示例如下：
//如果值不为null，orElse方法返回Optional实例的值。
//如果为null，返回传入的消息。
//输出：There is no value present!
System.out.println(empty.orElse("There is no value present!"));
//输出：Sanaulla
System.out.println(name.orElse("There is some value!"));
orElseGet
orElseGet与orElse方法类似，区别在于得到的默认值。orElse方法将传入的字符串作为默认值，orElseGet方法可以接受Supplier接口的实现用来生成默认值。示例如下：
//orElseGet与orElse方法类似，区别在于orElse传入的是默认值，
//orElseGet可以接受一个lambda表达式生成默认值。
//输出：Default Value
System.out.println(empty.orElseGet(() -> "Default Value"));
//输出：Sanaulla
System.out.println(name.orElseGet(() -> "Default Value"));
orElseThrow
如果有值则将其返回，否则抛出supplier接口创建的异常。
在orElseGet方法中，我们传入一个Supplier接口。然而，在orElseThrow中我们可以传入一个lambda表达式或方法，如果值不存在来抛出异常。示例如下：
try {
//orElseThrow与orElse方法类似。与返回默认值不同，
//orElseThrow会抛出lambda表达式或方法生成的异常
empty.orElseThrow(ValueAbsentException::new);
} catch (Throwable ex) {
//输出: No value present in the Optional instance
System.out.println(ex.getMessage());
}
ValueAbsentException定义如下：
class ValueAbsentException extends Throwable {
public ValueAbsentException() {
super();
}
public ValueAbsentException(String msg) {
super(msg);
}
@Override
public String getMessage() {
return "No value present in the Optional instance";
}
}
map
map方法文档说明如下：
如果有值，则对其执行调用mapping函数得到返回值。如果返回值不为null，则创建包含mapping返回值的Optional作为map方法返回值，否则返回空Optional。
map方法用来对Optional实例的值执行一系列操作。通过一组实现了Function接口的lambda表达式传入操作。如果你不熟悉Function接口，可以参考我的这篇博客。map方法示例如下：
//map方法执行传入的lambda表达式参数对Optional实例的值进行修改。
//为lambda表达式的返回值创建新的Optional实例作为map方法的返回值。
Optional<String> upperName = name.map((value) -> value.toUpperCase());
System.out.println(upperName.orElse("No value found"));
flatMap
如果有值，为其执行mapping函数返回Optional类型返回值，否则返回空Optional。flatMap与map（Funtion）方法类似，区别在于flatMap中的mapper返回值必须是Optional。调用结束时，flatMap不会对结果用Optional封装。
flatMap方法与map方法类似，区别在于mapping函数的返回值不同。map方法的mapping函数返回值可以是任何类型T，而flatMap方法的mapping函数必须是Optional。
参照map函数，使用flatMap重写的示例如下：
//flatMap与map（Function）非常类似，区别在于传入方法的lambda表达式的返回类型。
//map方法中的lambda表达式返回值可以是任意类型，在map函数返回之前会包装为Optional。
//但flatMap方法中的lambda表达式返回值必须是Optionl实例。
upperName = name.flatMap((value) -> Optional.of(value.toUpperCase()));
System.out.println(upperName.orElse("No value found"));//输出SANAULLA
filter
filter个方法通过传入限定条件对Optional实例的值进行过滤。文档描述如下：
如果有值并且满足断言条件返回包含该值的Optional，否则返回空Optional。
读到这里，可能你已经知道如何为filter方法传入一段代码。是的，这里可以传入一个lambda表达式。对于filter函数我们应该传入实现了Predicate接口的lambda表达式。如果你不熟悉Predicate接口，可以参考这篇文章。
现在我来看看filter的各种用法，下面的示例介绍了满足限定条件和不满足两种情况：
//filter方法检查给定的Option值是否满足某些条件。
//如果满足则返回同一个Option实例，否则返回空Optional。
Optional<String> longName = name.filter((value) -> value.length() > 6);
System.out.println(longName.orElse("The name is less than 6 characters"));//输出Sanaulla
//另一个例子是Optional值不满足filter指定的条件。
Optional<String> anotherName = Optional.of("Sana");
Optional<String> shortName = anotherName.filter((value) -> value.length() > 6);
//输出：name长度不足6字符
System.out.println(shortName.orElse("The name is less than 6 characters"));
以上，我们介绍了Optional类的各个方法。下面通过一个完整的示例对用法集中展示：
public class OptionalDemo {
public static void main(String[] args) {
//创建Optional实例，也可以通过方法返回值得到。
Optional<String> name = Optional.of("Sanaulla");
//创建没有值的Optional实例，例如值为'null'
Optional empty = Optional.ofNullable(null);
//isPresent方法用来检查Optional实例是否有值。
if (name.isPresent()) {
//调用get()返回Optional值。
System.out.println(name.get());
}
try {
//在Optional实例上调用get()抛出NoSuchElementException。
System.out.println(empty.get());
} catch (NoSuchElementException ex) {
System.out.println(ex.getMessage());
}
//ifPresent方法接受lambda表达式参数。
//如果Optional值不为空，lambda表达式会处理并在其上执行操作。
name.ifPresent((value) -> {
System.out.println("The length of the value is: " + value.length());
});
//如果有值orElse方法会返回Optional实例，否则返回传入的错误信息。
System.out.println(empty.orElse("There is no value present!"));
System.out.println(name.orElse("There is some value!"));
//orElseGet与orElse类似，区别在于传入的默认值。
//orElseGet接受lambda表达式生成默认值。
System.out.println(empty.orElseGet(() -> "Default Value"));
System.out.println(name.orElseGet(() -> "Default Value"));
try {
//orElseThrow与orElse方法类似，区别在于返回值。
//orElseThrow抛出由传入的lambda表达式/方法生成异常。
empty.orElseThrow(ValueAbsentException::new);
} catch (Throwable ex) {
System.out.println(ex.getMessage());
}
//map方法通过传入的lambda表达式修改Optonal实例默认值。
//lambda表达式返回值会包装为Optional实例。
Optional<String> upperName = name.map((value) -> value.toUpperCase());
System.out.println(upperName.orElse("No value found"));
//flatMap与map（Funtion）非常相似，区别在于lambda表达式的返回值。
//map方法的lambda表达式返回值可以是任何类型，但是返回值会包装成Optional实例。
//但是flatMap方法的lambda返回值总是Optional类型。
upperName = name.flatMap((value) -> Optional.of(value.toUpperCase()));
System.out.println(upperName.orElse("No value found"));
//filter方法检查Optiona值是否满足给定条件。
//如果满足返回Optional实例值，否则返回空Optional。
Optional<String> longName = name.filter((value) -> value.length() > 6);
System.out.println(longName.orElse("The name is less than 6 characters"));
//另一个示例，Optional值不满足给定条件。
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"));
}
}
上述代码输出如下：
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