第19章类型信息 - Optional 完成1/2

2026-08-23 22:43:28 +08:00 · 2019-11-08 15:23:24 +08:00
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 <!-- Using Optional -->
 ## Optional类

+如果你使用内置的 `null` 来表示没有对象，每次使用引用的时候就必须测试一下引用是否为 `null`，这显得有点枯燥，而且势必会产生相当乏味的代码。问题在于 `null` 没什么自己的行为，只会在你想用它执行任何操作的时候产生 `NullPointException`。`java.util.Optional`（首次出现是在[函数式编程](docs/book/13-Functional-Programming.md)这章）为 `null` 值提供了一个轻量级代理，`Optional` 对象可以防止你的代码直接抛出 `NullPointException`。
+
+虽然 `Optional` 是 Java 8 为了支持流式编程才引入的，但其实它是一个通用的工具。为了证明这点，在本节中，我们会把它用在普通的类中。因为涉及一些运行时检测，所以把这一小节放在了本章。
+
+实际上，在所有地方都使用 `Optional` 是没有意义的，有时候检查一下是不是 `null` 也挺好的，或者有时我们可以合理的假设不会出现 `null`，甚至有时候检查 `NullPointException` 异常也是可以接受的。`Optional` 最有用武之地的是在那些“更接近数据”的地方，在问题空间中代表实体的对象上。举个简单的例子，很多系统中都有 `Person` 类型，代码中有些情况下你可能没有一个实际的 `Person` 对象（或者可能有，但是你还没用关于那个人的所有信息）。这时，在传统方法下，你会用到一个 `null` 引用，并且在使用的时候测试它是不是 `null`。而现在，我们可以使用 `Optional`：
+
+```java
+// typeinfo/Person.java
+// Using Optional with regular classes
+import onjava.*;
+import java.util.*;
+class Person {
+    public final Optional<String> first;
+    public final Optional<String> last;
+    public final Optional<String> address;
+    // etc.
+    public final Boolean empty;
+    Person(String first, String last, String address) {
+        this.first = Optional.ofNullable(first);
+        this.last = Optional.ofNullable(last);
+        this.address = Optional.ofNullable(address);
+        empty = !this.first.isPresent()
+                 && !this.last.isPresent()
+                 && !this.address.isPresent();
+    }
+    Person(String first, String last) {
+        this(first, last, null);
+    }
+    Person(String last) {
+        this(null, last, null);
+    }
+    Person() {
+        this(null, null, null);
+    }
+    @Override
+      public String toString() {
+        if(empty)
+              return "<Empty>";
+        return (first.orElse("") +
+              " " + last.orElse("") +
+              " " + address.orElse("")).trim();
+    }
+    public static void main(String[] args) {
+        System.out.println(new Person());
+        System.out.println(new Person("Smith"));
+        System.out.println(new Person("Bob", "Smith"));
+        System.out.println(new Person("Bob", "Smith",
+              "11 Degree Lane, Frostbite Falls, MN"));
+    }
+}
+```
+
+输出结果：
+
+```
+<Empty>
+Smith
+Bob Smith
+Bob Smith 11 Degree Lane, Frostbite Falls, MN
+```
+
+`Person` 的设计有时候又叫“数据传输对象（DTO，data-transfer object）”。注意，所有域都是 `public` 和 `final` 的，所以没有 `getter` 和 `setter` 方法。也就是说，`Person` 是不可变的，你只能通过构造器给它赋值，之后就只能读而不能修改它的值（字符串本身就是不可变的，因此你无法修改字符串的内容，也无法给它的域重新赋值）。如果你想修改一个 `Person`，你只能用一个新的 `Person` 对象来替换它。`empty` 域在对象创建的时候被赋值，用于快速判断这个 `Person` 对象是不是空对象。
+
+如果想使用 `Person`，就必须使用 `Optional` 接口才能访问它的 `String` 域，这样就不会意外触发 `NullPointException` 了。
+
+现在假设你已经因你惊人的理念而获得了一大笔风险投资，现在你要招兵买马了，但是在虚位以待时，你可以将 `Person Optional` 对象放在每个 `Position` 上：
+
+```java
+// typeinfo/Position.java
+import java.util.*;
+class EmptyTitleException extends RuntimeException {
+}
+class Position {
+    private String title;
+    private Person person;
+    Position(String jobTitle, Person employee) {
+        setTitle(jobTitle);
+        setPerson(employee);
+    }
+    Position(String jobTitle) {
+        this(jobTitle, null);
+    }
+    public String getTitle() {
+        return title;
+    }
+    public void setTitle(String newTitle) {
+        // Throws EmptyTitleException if newTitle is null:
+        title = Optional.ofNullable(newTitle)
+              .orElseThrow(EmptyTitleException::new);
+    }
+    public Person getPerson() {
+        return person;
+    }
+    public void setPerson(Person newPerson) {
+        // Uses empty Person if newPerson is null:
+        person = Optional.ofNullable(newPerson)
+              .orElse(new Person());
+    }
+    @Override
+      public String toString() {
+        return "Position: " + title +
+              ", Employee: " + person;
+    }
+    public static void main(String[] args) {
+        System.out.println(new Position("CEO"));
+        System.out.println(new Position("Programmer",
+              new Person("Arthur", "Fonzarelli")));
+        try {
+            new Position(null);
+        }
+        catch(Exception e) {
+            System.out.println("caught " + e);
+        }
+    }
+}
+```
+
+输出结果：
+
+```
+Position: CEO, Employee: <Empty>
+Position: Programmer, Employee: Arthur Fonzarelli
+caught EmptyTitleException
+```
+
+这里使用 `Optional` 的方式不太一样。请注意，`title` 和 `person` 都是普通域，不受 `Optional` 的保护。但是，修改这些域的唯一途径是调用 `setTitle()` 和 `setPerson()` 方法，这两个都借助 `Optional` 对域进行了严格的限制。
+
+<!-- TODO -->

 <!-- Interfaces and Type -->
 ## 接口和类型