快速上手Java8的Optional

女爷i 2024-03-17 19:20 37阅读 0赞

自从Java 8在2014年发布以来，它引入了很多有用的特性，其中之一就是`Optional`类。这个类被设计成Java语言的一个解决方案，用于解决空指针异常(`NullPointerException`)，这是Java开发者们面临的常见问题之一。在这篇博客中，我们将深入探讨Java的`Optional`。

### 什么是 Optional？ ###

`Optional` 是一个容器类，代表一个值存在或不存在。原始版本的Java没有空安全的类型，这意味着任何东西都可能是null，而这经常会导致`NullPointerException`。因此，`Optional`的出现使得我们可以更优雅地处理可能为null的情况。

### 如何使用Optional？ ###

#### 创建Optional对象 ####

创建一个非空的`Optional`：

// 使用of方法创建包含值的Optional。参数不能为null，否则会立即抛出NullPointerException。
    Optional<String> optional = Optional.of("Hello World");

创建一个可能为空的`Optional`：

// 使用ofNullable方法创建可以包含null的Optional。如果参数为null，它将创建一个空的Optional对象。
    Optional<String> optionalNullable = Optional.ofNullable(null);

#### 访问Optional对象的值 ####

使用`get()`方法来获取`Optional`的值，如果`Optional`为空则抛出`NoSuchElementException`异常：

String value = optional.get();

使用`isPresent()`方法来检查`Optional`是否有值：

// isPresent方法用于检查Optional实例中是否包含非null值。
    if (optional.isPresent()) {
        System.out.println("Value found - " + optional.get());
    }

使用`ifPresent()`方法进行更优雅的检查和使用：

// ifPresent方法接收一个Consumer(消费者)参数，仅当Optional中有值存在时，才执行传入的lambda表达式（或方法引用）。
    optional.ifPresent(value -> System.out.println("Value found - " + value));

如果你想在`Optional`为空的时候提供一个备用值，你可以使用`orElse()`方法：

// orElse方法允许在Optional对象不包含值时提供一个备选值。
    String nullDefault = optionalNullable.orElse("Default Value");
    System.out.println(nullDefault); // 输出：Default Value

或者使用`orElseGet()`方法进行延迟计算备用值：

String value = optional.orElseGet(() -> "default value");

#### 链式调用Optional ####

`Optional`还支持链式方法调用，如`map`和`flatMap`，这使得它能够和Java 8的其他特性如`Stream`和`lambda`表达式一起更好地工作：

#### map 和 flatMap ####

`map` 和 `flatMap` 方法在函数式编程中用得非常广泛，它们也在Optional中被定义：

// 假设有一个方法parse(String str)，str可能为null，解析后的结果也可能为null
    Optional<String> str = Optional.ofNullable(getStr());
    
    // 不使用map，我们需要进行两次null检查
    if(str != null){
        String result = parse(str);
        if(result != null){
            System.out.println(result);
        }
    }
    
    // 使用Optional和map，可以避免显示null检查
    str.map(this::parse).ifPresent(System.out::println);

注意，map操作需要Function作为参数，所以你的方法不能返回Optional类型。如果你要返回Optional，你应该使用flatMap，否则你会得到套装的Optional：

// 使用map，你会得到Optional<Optional<Integer>>
    Optional<Optional<Integer>> nestedOptional = str.map(this::parseToOptional);
    
    // 使用flatMap，你会得到Optional<Integer>
    Optional<Integer> flatOptional = str.flatMap(this::parseToOptional);

#### filter ####

filter方法与Stream中的filter类似，它接收Predicate参数，用于测试Optional中是否有值符合给定的条件：

Optional<String> filtered = str.filter(val -> val.length() > 3);
    
    // 如果Optional中的值长度大于3，那么仍旧返回包含该值的Optional
    // 否则返回一个空的Optional实例

总结起来，Optional并不是用来替换所有的null，而是为了在设计良好的API中更明确地表达可能缺失的值。通过明晰地表示"值可能不存在"，Optional可以帮助我们设计更清晰、更易于理解的API，从而减少Bug的出现率。