Java 8中Optional类

引言

在Java项目开发中，null值的处理一直是开发者的鸡肋。null引发的空指针异常在许多项目中都是常见的错误。为了更好地处理可能为空的对象，并减少null值带来的风险，Java 8引入了Optional类。

Optional类的设计目标是为可能为空的值提供一种明确的表达方式，而不是简单地返回null。通过使用Optional，开发者可以更清晰地表达代码的意图，即某个值可能存在，也可能不存在。这也是引入Optional的原因，详细请看一下官网文章。

概述

Optional是Java 8引入的一个容器类，用来表示可能存在也可能不存在的值。它为解决空指针异常提供了一种更优雅的解决方案。与直接使用null不同，Optional明确地表示一个值的存在或缺失，避免了因意外的null值引发的NullPointerException。

Optional本质上是一个容器对象，它可能包含一个非空值，也可能为空。当值存在时，Optional会持有该值；当值不存在时，Optional会被认为是“空”的，这种明确的表示方式使得代码更易于理解和维护。

Optional的常见用例包括但不限于以下几种场景：

• 方法返回值：当方法的返回值可能为空时，可以返回一个Optional对象，以明确表示结果的可能缺失。
• 集合操作：在处理集合类数据时，查找、过滤等操作可能不会返回结果，这种情况下可以使用Optional来包装结果，避免null值的使用。
• 防止空指针异常：在处理外部API或不受控制的代码时，Optional可以作为一种防御性编程手段，防止空指针异常的发生。
• 链式操作：Optional支持链式调用，通过map()、flatMap()、filter()等方法，可以优雅地处理复杂的数据转换和过滤逻辑。

创建Optional对象

Java中的Optional类有of()、ofNullable()、empty()三种方法来创建Optional对象，适用于不同的使用场景。

方法	描述
Optional.of()	适用于确定不会为空的值。若值可能为null，不应使用此方法，因为它会抛出异常。
Optional.ofNullable()	适用于值可能为空的情况。这个方法是处理null值的安全方式，推荐在不确定值是否为空时使用。
Optional.empty()	当需要显式地表示一个空值时使用。这个方法可以用于返回方法的默认空结果，避免使用null。

Optional.of

Optional.of()方法用于创建一个包含非空值的Optional对象。如果传入的值为null，该方法会抛出NullPointerException。因此，这个方法主要适用于那些开发者能够保证不会为null的情况下。

Optional<String> optionalName = Optional.of("张无忌");

Optional.ofNullable

Optional.ofNullable()方法用于创建一个可能包含null值的Optional对象。这个方法的不同之处在于，它接受null作为参数，并会根据传入值的情况返回一个空的Optional或包含值的Optional。

Optional<String> optionalName = Optional.ofNullable(null);

Optional.empty

Optional.empty()方法用于创建一个明确表示为空的Optional对象。这个方法通常在需要返回一个空Optional而不是null的情况下使用，以避免可能的null引用问题。

Optional<String> emptyOptional = Optional.empty();

操作Optional对象

在创建Optional对象之后，Java提供了一系列的方法来检查、获取和操作其中的值。通过这些方法，开发者可以优雅地处理可能为空的情况，避免空指针异常，并编写更加安全和易读的代码。

检查值是否存在：isPresent与isEmpty

Optional类提供了两个方法来检查值的存在性：isPresent()和isEmpty()。

方法	描述
isPresent()	如果Optional包含一个非空值，返回true。否则返回false。
isPresent()	如果Optional为空，返回true。否则返回false。isEmpty()是Java 11新增的方法。

Optional<String> optionalName = Optional.of("张无忌");

if (optionalName.isPresent()) {
   
    System.out.println("名字为：" + optionalName.get());
} else {
   
    System.out.println("名字为空");
}
// 输出：名字为：张无忌

获取值：get方法

get()方法用于从Optional对象中获取包含的值。如果Optional为空，调用get()将抛出NoSuchElementException异常。因此，在调用get()之前，通常会使用isPresent()或isEmpty()进行检查。

Optional<String> optionalName = Optional.of("东方不败");

String name = optionalName.get();
System.out.println("名字为： " + name);
// 输出：名字为：东方不败

虽然get()方法直接获取值，但它的使用需要谨慎，最好在确定Optional不为空的情况下使用，以避免潜在的异常。

获取值（提供默认值）：orElse、orElseGet、orElseThrow

Optional提供了三种方法来处理可能为空的情况，分别是orElse()、orElseGet()和orElseThrow()。

方法	描述
orElse()	如果Optional中有值，则返回该值；如果为空，则返回other作为默认值。
orElseGet()	与orElse()类似，但other是一个Supplier接口的实现，可以通过惰性求值在需要时计算默认值。
orElseThrow()	如果Optional中有值，则返回该值；如果为空，则抛出一个NoSuchElementException异常。orElseThrow()也有一个带有Supplier参数的重载版本，可以自定义抛出的异常。

Optional<String> optionalName