jdk1.8 Optional类从入门到实战

前言

Optional 类是 Java 8 引入的一个容器类，用于表示一个值存在或不存在。其在 java.util 包中，主要目的是为了解决 Java 程序中广泛存在的空指针异常（NullPointerException）问题，同时提供了一种更优雅的方式来处理可能为 null 的对象。

在 Java 8 之前，处理 null 值往往依赖于显式的 null 检查，这种方式不仅增加了代码的复杂度，而且容易出错。Optional 类提供了一种更好的解决方案，通过封装可能为 null 的值，强制开发者显式地处理值存在或不存在的情况，从而减少在运行时出现 NullPointerException 的可能性。

要深入了解和掌握 Java 8 的 Optional 类，可以分为几个步骤：从基础认识到实战应用，下面是一个分步指南：

1. 认识 Optional

首先，需要理解 Optional 是一个可以包含也可以不包含非null值的容器对象。这意味着 Optional 要么包含一个值，要么什么都不包含（即为空），但它绝不会包含一个 null 值。

2. 创建 Optional 对象

• 使用 Optional.of(value) 创建：当你确定对象不为 null 时使用，如果 value 是 null，会立即抛出 NullPointerException。
• 使用 Optional.empty() 创建一个空的 Optional：表示不含任何值。
• 使用 Optional.ofNullable(value) 创建：当你不确定对象是否为 null 时使用，如果 value 是 null，则创建一个空的 Optional 对象。

3. 访问 Optional 对象的值

• 使用 isPresent() 检查是否有值：如果 Optional 包含值，返回 true；否则返回 false。
• 使用 ifPresent(consumer) 执行代码块：如果存在值，则执行给定的操作，否则不做任何事情。
• 使用 orElse(T other) 获取值：如果有值则将其返回，否则返回一个默认值。
• 使用 orElseGet(Supplier<? extends T> other) 获取值：与 orElse 类似，但提供的是通过 Supplier 接口延迟计算的默认值。
• 使用 orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier) 抛出异常：如果 Optional 为空，则抛出由指定的 Supplier 接口生成的异常。

4. 转换和过滤 Optional 对象

• 使用 map(Function<? super T,? extends U> mapper) 转换值：如果 Optional 有值，则应用函数映射。
• 使用 flatMap(Function<? super T,Optional<U>> mapper) 用于链式操作：如果有值，返回应用函数映射的结果，否则返回空的 Optional。
• 使用 filter(Predicate<? super T> predicate) 过滤值：如果值存在并且匹配给定的谓词，则返回包含该值的 Optional；否则返回一个空的 Optional。

5. 实战应用

在实际应用中，Optional 特别适用于：

• 作为方法的返回类型，避免返回 null 值。
• 在Java Stream操作中，与 map、flatMap 等操作结合使用，进行复杂的数据转换和处理。
• 作为更安全的替代方案，代替显式的 null 检查，减少代码中的 NullPointerException。

示例代码

假设我们有一个可能返回 null 的方法，使用 Optional 可以这样改进：

java复制代码public class User {
    private String name;

    // 假设这是一个可能返回 null 的方法
    public String getName() {
        return name;
    }

    // 使用 Optional 改进后的方法
    public Optional<String> getNameOpt() {
        return Optional.ofNullable(name);
    }
}

User user = new User();
// 传统方式，需要外部null检查
if(user.getName() != null){
    System.out.println(user.getName());
}
// 使用 Optional 的方式
user.getNameOpt().ifPresent(name -> System.out.println(name));

通过这个简单的转变，代码不仅更安全，而且可读性和维护性也得到了提升。开始使用 Optional 类，逐步摆脱 null 的困扰吧！