1. Optional簡(jiǎn)介

Optional 是 Java 8 引入的一個(gè)容器類，用于表示一個(gè)可能為空（null）的值。通過使用 Optional，我們可以避免常見的空指針異常（NullPointerException），并且使得方法簽名更加清晰，增強(qiáng)代碼的可讀性。

1.1 Optional的設(shè)計(jì)目標(biāo)

• 避免空指針異常：通過顯式的 Optional 表示值可能為空，減少空指針異常的發(fā)生。

• 提高代碼可讀性：顯式地表明方法的返回值可能為空，而不是默默返回null。

• 支持函數(shù)式編程：Optional提供了函數(shù)式接口，如map(), flatMap(), filter()等，能夠方便地進(jìn)行鏈?zhǔn)秸{(diào)用。

2. 創(chuàng)建Optional對(duì)象

2.1 使用Optional.of()

Optional.of(T value) 用于創(chuàng)建一個(gè)非空的 Optional。如果傳入的值是 null，將拋出 NullPointerException。

Optional<String> nonNullValue = Optional.of("Hello");

2.2使用Optional.ofNullable()

Optional.ofNullable(T value) 方法允許傳入 null，如果傳入的值是 null，則返回一個(gè)空的 Optional。

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

2.3 使用Optional.empty()

Optional.empty() 方法返回一個(gè)空的 Optional，沒有任何值。

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

3. 常見使用案例

3.1 判斷Optional中是否有值

• isPresent()：檢查 Optional 是否包含一個(gè)非空的值。

Optional<String> value = Optional.of("Hello");
if (value.isPresent()) {
    System.out.println(value.get());  // 輸出: Hello
}

• ifPresent()：如果 Optional 中有值，執(zhí)行傳入的 Consumer 函數(shù)。

Optional<String> value = Optional.of("Hello");
value.ifPresent(val -> System.out.println(val));  // 輸出: Hello

3.2 獲取Optional中的值

• get()：返回 Optional 中的值。如果值為空，拋出 NoSuchElementException。

Optional<String> value = Optional.of("Hello");
String result = value.get();  // 輸出: Hello

注意： 不推薦直接使用 get()，除非你非常確定 Optional 中有值，否則可以使用 isPresent() 或 ifPresent()。

3.3 提供默認(rèn)值

• orElse(T other)：如果 Optional 中的值存在，則返回值，否則返回提供的默認(rèn)值。

String result = Optional.ofNullable(null).orElse("Default Value");
System.out.println(result);  // 輸出: Default Value

• orElseGet(Supplier<? extends T> other)：與 orElse() 相似，但是 other 是一個(gè) Supplier，只有當(dāng) Optional 為空時(shí)，才會(huì)調(diào)用 Supplier 來提供值。

String result = Optional.ofNullable(null).orElseGet(() -> "Generated Default");
System.out.println(result);  // 輸出: Generated Default

3.4 轉(zhuǎn)換Optional中的值

• map(Function<? super T, ? extends U> mapper)：如果 Optional 中有值，使用 mapper 函數(shù)轉(zhuǎn)換其值并返回新的 Optional。

Optional<String> value = Optional.of("hello");
Optional<String> upperCaseValue = value.map(String::toUpperCase);
upperCaseValue.ifPresent(System.out::println);  // 輸出: HELLO

• flatMap(Function<? super T, Optional<U>> mapper)：與 map() 類似，但返回值是一個(gè) Optional。適用于需要返回 Optional 的轉(zhuǎn)換操作。

Optional<String> value = Optional.of("hello");
Optional<String> result = value.flatMap(v -> Optional.of(v.toUpperCase()));
result.ifPresent(System.out::println);  // 輸出: HELLO

3.5 過濾Optional中的值

• filter(Predicate<? super T> predicate)：根據(jù)條件過濾 Optional 中的值。如果條件成立，則返回原 Optional，否則返回空的 Optional。

Optional<String> value = Optional.of("hello");
Optional<String> result = value.filter(v -> v.length() > 3);
result.ifPresent(System.out::println);  // 輸出: hello

4. 高級(jí)拓展

4.1 Optional與函數(shù)式編程

Optional 是 Java 8 函數(shù)式編程的一部分。通過 map()、flatMap()、filter() 等方法，可以使得代碼更加簡(jiǎn)潔和優(yōu)雅。

Optional<User> user = findUserById("123");
Optional<String> email = user
    .filter(u -> u.getAge() > 18)
    .map(User::getEmail)
    .filter(email -> email.endsWith("@example.com"));
email.ifPresent(System.out::println);  // 輸出符合條件的email

4.2 Optional作為方法返回值

Optional 最適合用于表示方法的返回值，特別是在方法可能返回 null 時(shí)。返回 Optional 使得調(diào)用者能夠明確知道返回值可能不存在，并且調(diào)用者需要顯式地處理空值。

public Optional<User> findUserById(String userId) {
    User user = database.getUser(userId);
    return Optional.ofNullable(user);
}

4.3 避免Optional作為字段類型

雖然 Optional 非常有用，但它不適合用作類的字段類型。Optional 主要用于方法的返回值，而不是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。過度使用 Optional 會(huì)導(dǎo)致不必要的性能開銷。

public class User {
    private Optional<String> email;  // 不推薦
}

4.4 Optional與Stream的結(jié)合

Optional 與 Stream 可以非常自然地結(jié)合，尤其在處理可空值的集合時(shí)非常有用。

List<String> values = Arrays.asList("hello", null, "world");
values.stream()
      .map(Optional::ofNullable)
      .filter(Optional::isPresent)
      .map(Optional::get)
      .forEach(System.out::println);  // 輸出: hello world

4.5 性能考量

Optional 在提供優(yōu)雅的空值處理時(shí)帶來了額外的開銷。對(duì)于性能敏感的應(yīng)用，過度使用 Optional 可能會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生不良影響，尤其是在頻繁的空值判斷中。如果性能是關(guān)鍵因素，盡量避免在內(nèi)存使用頻繁的地方使用 Optional。

4.6 延遲計(jì)算與懶加載

Optional 支持懶加載，特別是通過 orElseGet() 來延遲計(jì)算結(jié)果：

String result = Optional.ofNullable(null).orElseGet(() -> "Lazy Computed Value");
System.out.println(result);  // 輸出: Lazy Computed Value

5. 最佳實(shí)踐與常見誤區(qū)

5.1 避免在集合中使用Optional

在集合中使用 Optional 并不推薦，應(yīng)該直接使用 null 來表示缺失值。

5.2 Optional與null的對(duì)比

雖然 Optional 旨在避免 null，但在性能要求極高的場(chǎng)景下，過度使用 Optional 可能反而帶來不必要的負(fù)擔(dān)。確保在適當(dāng)?shù)膱?chǎng)景下使用 Optional，而不是將其作為替代 null 的全能工具。

5.3 不要過度嵌套Optional

避免在返回 Optional 類型時(shí)發(fā)生嵌套。例如，使用 flatMap() 而不是返回嵌套的 Optional。

Optional<String> result = Optional.of("hello")
                                  .map(s -> Optional.of(s.toUpperCase()));  // 不推薦

6. 小結(jié)

   Optional 是 Java 8 引入的強(qiáng)大工具，能夠使得代碼更加簡(jiǎn)潔和安全，避免常見的空指針異常。通過使用 Optional，你可以明確表示值的缺失，并且通過鏈?zhǔn)秸{(diào)用，優(yōu)雅地處理可能為空的值。

        在實(shí)際開發(fā)中，合理地使用 Optional 能夠大大提升代碼的可讀性和可維護(hù)性，但也要避免過度使用，避免性能開銷。

到此這篇關(guān)于深入理解Java Optional使用實(shí)踐記錄的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java Optional使用內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！