Java中NullPointerException的完美解决方案

null在Java中带来的麻烦

我相信全部的Java程序猿必定都遇到过NullPointerException，空指针在Java程序中是最多见的，也是最烦人的；它让咱们不少程序猿产生了根深蒂固的感受，全部可能产生空指针的地方都的加上if-else检查，可是这带给咱们不少麻烦

• Java自己是强类型的，可是null破坏了这个规则，它能够被赋值给任何对象
• Java的设计是让程序猿对指针无感知，可是null指针是个例外
• 它会是代码变得很臃肿，处处都充斥着if-else的空检查，甚至是多层嵌套，代码可读性降低
• null自己毫无心义，表示不了无

前两点不须要特别的说明，后两点举个例子来讲明一下：
假如一我的拥有一个手机，每一个手机都有生成厂商，每一个厂商都会有个名字，用类表示的话：

public class Person {
    private Phone phone;

    public Phone getPhone() {
        return phone;
    }
}

public class Phone {
    private Producer producer;

    public Producer getProducer() {
        return producer;
    }
}

public class Producer {
    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }
}

在这个例子中，假如咱们须要取到手机生成厂商的名字

public String getPhoneProducerName(Person person) {
    return person.getPhone().getProducer().getName();
}

因为不必定每一个人都会有一个手机，全部在调用getProducer()时可能会出现NullPointerException。

一门设计语言原本就是来描述世界的，在这个事例中有的人有手机，有的人也可能没有手机，因此在调用person.getPhone()返回的值就应该包含有和无这两种状况，如今经过返回null来表示无，可是在调用getProducer()却又会抛出异常，这样就不太符合现实逻辑；因此把null来用来表示无不合适

在遇到这种状况一般的作法是作null检查,甚至是每一个地方可能发生null指针的作检查。

public String getPhoneProducerName(Person person) {
    if (person.getPhone() == null) {
        return "无名字";
    }
    if (person.getPhone().getProducer() == null) {
        return "无名字";
    }
    return person.getPhone().getProducer().getName();
}

这里我已经试图在减小代码的层级，若是使用的是if-else，代码的层级会更深，代码可读性降低。

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Optional的简单介绍

吐槽了那么多现状的很差，如今能够祭出咱们的解决方案了 Optional；千呼万唤始出来，犹抱琵琶半遮面；那Optional究竟是个什么东西，咱们一块儿来逐步解开它的面纱。

Optional自己只是对对象的简单包装，若是对象为空，那么会构建一个空的Optional；这样一来Optional就包含了存在和不存在两个状况, 接下来能够看下上面的例子改过以后

public class Person {
    private Optional<Phone> phone;

    public Optional<Phone> getPhone() {
        return phone;
    }
}

public class Phone {
    private Producer producer;

    public Producer getProducer() {
        return producer;
    }
}

public class Producer {
    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }
}

因为有的人可能没有手机，有的人有，因此Phone须要用Optional包装起来；手机自己必定会有生产的厂商，厂商必定会有一个名字，因此这两个不须要用Optional包装起来。这里咱们会发现使用了Optional会丰富代码的语义，让代码更加符合现实。

而当咱们在调用phone.getProducer().getName()的时候不须要作null指针的检查，若是说在这里发生了NullPointerException，说明这里数据自己是有问题的，不符合现实，就应该让问题暴露出来，而不是像上面的代码同样把问题掩盖。

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Optional的经常使用方法使用

1. Optional的建立方法

Optional<Person> empty = Optional.empty();  //申明一个空的Optional
Optional<Person> person = Optional.of(new Person()); //包装Person
Optional<Person> person2 = Optional.of(null); //不容许的操做，传入null 会抛出空指针异常
Optional<Person> optionalPerson = Optional.ofNullable(null); //容许传null, 返回一个空的Optional

2. Optional值的获取方式

• map、flatMap
  首先咱们从新定义一下Phone类，除了有生产厂商以外，还有个型号；

public class Phone {
    private String model;
    private Producer producer;

    public Producer getProducer() {
        return producer;
    }
    public String getModel() {
        return model;
    }
}

当咱们须要获取到手机的型号的时候能够这样：

Optional<Phone> optionalPhone = Optional.of(new Phone());
Optional<String> model = optionalPhone.map(Phone::getModel);

当咱们须要经过Person对象获取到Phone的型号是，会想到这样：

Optional<Person> optionalPerson = Optional.of(new Person());
optionalPerson.map(Person::getPhone).map(Phone::getModel);

当咱们写出来的时候发现编译器不能经过。是由于Person::getPhone返回的是一个Optional<Phone>，调用optionalPerson.map(Person::getPhone)返回的就是Optional<Optional<Phone>>，因此再.map的就没法拿到手机型号，那如何可以让返回的结果不是Optional<Optional<Phone>>，而是Optional<Phone>呢？

这里须要用到另外一个方法flatMap。flatMap和map的区别，我在刚开始学习的时候，看到了网上的各类解释都很绕，看的很晕，最后直接打开源码来看，发现实现很简单，很容易理解，来看下源码：

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));
    }
}
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));
    }
}

map方法在返回的时候会包装一层Optional ； flatMap在返回的时候直接把函数的返回值返回了，函数的结果必须是Optional；那么在前面的例子中咱们直接调用flatMap返回的结果就是Optional<Phone>

Optional<Person> optionalPerson = Optional.of(new Person());
optionalPerson.flatMap(Person::getPhone).map(Phone::getModel);

• 取出Optional中的值对象：get、orElse、orElseGet、orElseThrow、ifPresent

  1. get() : 当你明确知道Optional中有值的话能够直接调用该方法，当Optional中没有值是该方法会抛出异常NoSuchElementException;因此当若是存在空值的话建议就不要调用该方法，由于这样和作null检查就没有区别了
  2. orElse(T other) : 提供一个默认值，当值不存在是返回这个默认值
  3. orElseGet(Supplier<? extends T> other) : 当值不存在的时候会调用supper函数，若是说返回这个默认值的逻辑较多，那么调用这个方法比较合适；
  4. orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier) : 当值为空时会抛出一个自定义的异常
  5. ifPresent(Consumer<? super T> consumer) : 当值不为空是会调用consumer函数，若是值为空，那么这个方法什么都不作
• filter 过滤出知足条件的对象
  假如咱们须要过滤出手机型号IOS的手机，并打印出型号，代码以下：

Person person = new Person(Optional.of(new Phone("IOS")));
        Optional<Person> optionalPerson = Optional.of(person);
        optionalPerson.flatMap(Person::getPhone)
                .filter(phone -> "IOS".equals(phone.getModel()))
                .map(Phone::getModel)
                .ifPresent(System.out::println);

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总结

1. 咱们讨论了null在Java程序的问题
2. 介绍Java8中引入了Optional来表示有和无的状况以及初始化的方式
3. 举例说明了Optional中常用到的方法

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本人菜鸟，若是有任何写的不对的地方，欢迎在评论区指出

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