Java8中的Optional類

如果你開發過Java程序，可能會有過這樣的經歷：調用某種數據結構的一個方法得到了返回值卻不能直接將返回值作爲參數去調用別的方法。而是首先判斷這個返回值是否爲null，只有在非空的前提下才能將其作爲其他方法的參數。Java8中新加了Optional這個類正是爲了解決這個問題。

Optional類的Javadoc描述如下：
這是一個可以爲null的容器對象。如果值存在則isPresent()方法會返回true，調用get()方法會返回該對象。
以下對Optional類中常用的方法進行介紹：

• of
  爲非null的值創建一個Optional

of方法通過工廠方法創建Optional類。需要注意的是，創建對象時傳入的參數不能爲null。如果傳入參數爲null，則拋出NullPointerException 。

//工廠方法創建Optional實例
Optional<String> name = Optional.of("optional");
//傳入參數爲null，拋出NullPointerException.
Optional<String> someNull = Optional.of(null);

• ofNullable
  爲指定的值創建一個Optional，如果指定的值爲null，則返回一個空的Optional

ofNullable與of方法相似，區別是可以接受參數爲null的情況。

//創建一個值爲'null'的Optional
Optional empty = Optional.ofNullable(null);

• isPresent
  如果值存在返回true，否則返回false

//isPresent方法用來檢查Optional實例中是否包含值
if (name.isPresent()) {
  //在Optional實例內調用get()返回已存在的值
  System.out.println(name.get());//輸出optional
}

• get

  如果Optional有值則將其返回，否則拋出NoSuchElementException

上面的示例中，get方法用來得到Optional實例中的值。下面我們看一個拋出NoSuchElementException的例子：

//執行下面的代碼會輸出：No value present 
try {
  //在空的Optional實例上調用get()，拋出NoSuchElementException
  System.out.println(empty.get());
} catch (NoSuchElementException ex) {
  System.out.println(ex.getMessage());
}

• ifPresent
  如果Optional實例有值則爲其調用consumer，否則不做處理

要理解ifPresent方法，首先需要了解Consumer類。簡答地說，Consumer類包含一個抽象方法。該抽象方法對傳入的值進行處理，但沒有返回值。Java8支持不用接口直接通過lambda表達式傳入參數。

如果Optional實例有值，調用ifPresent()可以接受接口段或lambda表達式。類似下面的代碼：

//ifPresent方法接受lambda表達式作爲參數。
//lambda表達式對Optional的值調用consumer進行處理。
name.ifPresent((value) -> {
  System.out.println("The length of the value is: " + value.length());
});

• orElse

  如果有值則將其返回，否則返回指定的其它值

如果Optional實例有值則將其返回，否則返回orElse方法傳入的參數。示例如下：

//如果值不爲null，orElse方法返回Optional實例的值。
//如果爲null，返回傳入的消息。
//輸出：There is no value!
System.out.println(empty.orElse("There is no value !"));
//輸出：optional
System.out.println(name.orElse("There is some value!"));

• orElseGet

orElseGet與orElse方法類似，區別在於得到的默認值。orElse方法將傳入的字符串作爲默認值，orElseGet方法可以接受Supplier接口的實現用來生成默認值。示例如下：

//orElseGet與orElse方法類似，區別在於orElse傳入的是默認值，
//orElseGet可以接受一個lambda表達式生成默認值。
//輸出：Default Value
System.out.println(empty.orElseGet(() -> "Default Value"));
//輸出：optional
System.out.println(name.orElseGet(() -> "Default Value"));

• orElseThrow

  如果有值則將其返回，否則拋出supplier接口創建的異常

在orElseGet方法中，我們傳入一個Supplier接口。然而，在orElseThrow中我們可以傳入一個lambda表達式或方法，如果值不存在來拋出異常。示例如下：

try {
  //orElseThrow與orElse方法類似。與返回默認值不同，
  //orElseThrow會拋出lambda表達式或方法生成的異常 
  empty.orElseThrow(ValueAbsentException::new);
} catch (Throwable e) {
  //輸出: No value present in the Optional instance
  System.out.println(e.getMessage());
}

//ValueAbsentException定義
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
  如果有值，則對其執行調用mapping函數得到返回值。如果返回值不爲null，則創建包含mapping返回值的Optional作爲map方法返回值，否則返回空Optional

map方法用來對Optional實例的值執行一系列操作。通過一組實現了Function接口的lambda表達式傳入操作。如果你對Function接口不熟悉可以看我這篇文章，map方法示例如下：

//map方法執行傳入的lambda表達式參數對Optional實例的值進行修改。
//爲lambda表達式的返回值創建新的Optional實例作爲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，爲其執行mapping函數返回Optional類型返回值，否則返回空Optional。flatMap與map（Funtion）方法類似，區別在於flatMap中的mapper返回值必須是Optional。調用結束時，flatMap不會對結果用Optional封裝。

flatMap方法與map方法類似，區別在於mapping函數的返回值不同。map方法的mapping函數返回值可以是任何類型T，而flatMap方法的mapping函數必須是Optional。

示例如下：

//flatMap與map（Function）非常類似，區別在於傳入方法的lambda表達式的返回類型。
//map方法中的lambda表達式返回值可以是任意類型，在map函數返回之前會包裝爲Optional。 
//但flatMap方法中的lambda表達式返回值必須是Optionl實例。 
upperName = name.flatMap((value) -> Optional.of(value.toUpperCase()));
System.out.println(upperName.orElse("No value found"));//輸出OPTIONAL

• filter
  如果有值並且滿足斷言條件返回包含該值的Optional，否則返回空Optional

filter個方法通過傳入限定條件對Optional實例的值進行過濾。對於filter函數我們應該傳入實現了Predicate接口的lambda表達式。

現在我來看看filter的各種用法，下面的示例介紹了滿足限定條件和不滿足兩種情況：

//filter方法檢查給定的Option值是否滿足某些條件。
//如果滿足則返回同一個Option實例，否則返回空Optional。
Optional<String> longName = name.filter((value) -> value.length() > 6);
System.out.println(longName.orElse("The name is less than 6 characters"));//輸出optional

//另一個例子是Optional值不滿足filter指定的條件。
Optional<String> anotherName = Optional.of("Tom");
Optional<String> shortName = anotherName.filter((value) -> value.length() > 6);
//輸出：The name is less than 6 characters
System.out.println(shortName.orElse("The name is less than 6 characters"));