使用 Optional 确保空值安全
在这一步中，我们将探索一种更现代的方法，即使用 Java 8 引入的 Optional 类来处理 Java 中可能出现的 null 值。Optional 是一个容器对象，它可能包含也可能不包含非 null 值。它提供了一种更明确地表示值是否存在的方式，有助于降低 NullPointerException 的风险。
虽然 if (collection != null) 检查在许多情况下是完全有效的且必要的，但 Optional 可以使你的代码更具可读性和表现力，特别是在处理可能返回值或可能返回 null 的方法时。
让我们看看如何将 Optional 与集合一起使用。尽管 Optional 通常用于单个值，但你可能会遇到方法返回 Optional<List<SomeObject>> 的情况。
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在 WebIDE 编辑器中打开 HelloJava.java 文件。
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将文件内容替换为以下代码，该代码演示了如何将 Optional 与可能为 null 的列表一起使用：
import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Optional; // Import Optional
public class HelloJava {
// A method that might return an Optional containing a list, or an empty Optional
public static Optional<List<String>> getNames(boolean includeNames) {
if (includeNames) {
List<String> names = new ArrayList<>();
names.add("Alice");
names.add("Bob");
return Optional.of(names); // Return an Optional containing the list
} else {
return Optional.empty(); // Return an empty Optional
}
}
public static void main(String[] args) {
// Case 1: Get names when includeNames is true
Optional<List<String>> namesOptional1 = getNames(true);
System.out.println("Checking namesOptional1:");
// Check if the Optional contains a value
if (namesOptional1.isPresent()) {
List<String> names = namesOptional1.get(); // Get the list from the Optional
System.out.println("List is present. Size: " + names.size());
// You can also check if the list itself is empty
if (names.isEmpty()) {
System.out.println("List is empty.");
} else {
System.out.println("List is not empty. First name: " + names.get(0));
}
} else {
System.out.println("List is not present (Optional is empty).");
}
System.out.println("---");
// Case 2: Get names when includeNames is false
Optional<List<String>> namesOptional2 = getNames(false);
System.out.println("Checking namesOptional2:");
if (namesOptional2.isPresent()) {
List<String> names = namesOptional2.get();
System.out.println("List is present. Size: " + names.size());
if (names.isEmpty()) {
System.out.println("List is empty.");
} else {
System.out.println("List is not empty. First name: " + names.get(0));
}
} else {
System.out.println("List is not present (Optional is empty).");
}
System.out.println("\nProgram finished.");
}
}
在这段代码中：
- 我们定义了一个
getNames 方法，它返回一个 Optional<List<String>>。这个方法模拟了一种场景，即你可能会得到一个列表，也可能什么都得不到（由一个空的 Optional 表示）。
- 在
main 方法中，我们分别传入 true 和 false 调用 getNames 方法来测试这两种情况。
- 我们使用
namesOptional.isPresent() 来检查 Optional 是否包含列表。
- 如果
isPresent() 返回 true，我们使用 namesOptional.get() 来获取列表。这是安全的，因为我们已经检查过值是否存在。
- 在
isPresent() 代码块内，我们可以对列表本身进行检查，例如 names.isEmpty()。
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保存文件。
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在终端中编译程序：
javac HelloJava.java
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运行程序：
java HelloJava
你应该会看到类似以下的输出：
Checking namesOptional1:
List is present. Size: 2
List is not empty. First name: Alice
---
Checking namesOptional2:
List is not present (Optional is empty).
Program finished.
这个输出展示了 Optional 如何帮助我们处理可能根本不返回列表的情况。
Optional 还提供了其他有用的方法来处理值不存在的情况，例如：
orElse(defaultValue)：如果值存在则返回该值，否则返回默认值。orElseGet(supplier)：如果值存在则返回该值，否则返回 supplier 函数的结果。orElseThrow(exceptionSupplier)：如果值存在则返回该值，否则抛出 exceptionSupplier 产生的异常。ifPresent(consumer)：如果值存在，则执行给定的操作。
让我们修改代码，使用 ifPresent 以更简洁的方式处理列表存在的情况。
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在编辑器中打开 HelloJava.java。
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修改 main 方法以使用 ifPresent：
import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Optional;
public class HelloJava {
public static Optional<List<String>> getNames(boolean includeNames) {
if (includeNames) {
List<String> names = new ArrayList<>();
names.add("Alice");
names.add("Bob");
return Optional.of(names);
} else {
return Optional.empty();
}
}
public static void main(String[] args) {
// Case 1: Get names when includeNames is true
Optional<List<String>> namesOptional1 = getNames(true);
System.out.println("Checking namesOptional1 using ifPresent:");
namesOptional1.ifPresent(names -> {
// This block only runs if namesOptional1 contains a list
System.out.println("List is present. Size: " + names.size());
if (names.isEmpty()) {
System.out.println("List is empty.");
} else {
System.out.println("List is not empty. First name: " + names.get(0));
}
});
if (!namesOptional1.isPresent()) { // Still need a check if you need to handle the absence case
System.out.println("List is not present (Optional is empty).");
}
System.out.println("---");
// Case 2: Get names when includeNames is false
Optional<List<String>> namesOptional2 = getNames(false);
System.out.println("Checking namesOptional2 using ifPresent:");
namesOptional2.ifPresent(names -> {
System.out.println("List is present. Size: " + names.size());
if (names.isEmpty()) {
System.out.println("List is empty.");
} else {
System.out.println("List is not empty. First name: " + names.get(0));
}
});
if (!namesOptional2.isPresent()) {
System.out.println("List is not present (Optional is empty).");
}
System.out.println("\nProgram finished.");
}
}
我们将 if (namesOptional.isPresent()) { ... namesOptional.get() ... } 结构替换为 namesOptional.ifPresent(names -> { ... })。lambda 表达式 (names -> { ... }) 内的代码仅在 Optional 包含值时执行。我们仍然添加了 if (!namesOptional.isPresent()) 检查来处理 Optional 为空的情况，因为 ifPresent 仅处理值存在的情况。
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保存文件。
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编译程序：
javac HelloJava.java
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运行程序：
java HelloJava
输出应该与之前相同，这表明 ifPresent 提供了另一种处理 Optional 中值存在情况的方式。
使用 Optional 可以使你的代码在值是否可能缺失方面的意图更加清晰，并鼓励你显式地处理这种缺失情况，从而降低意外出现 NullPointerException 的可能性。
