1. Optional簡介

Optional 是 Java 8 引入的一個容器類，用于表示一個可能為空（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，增強代碼的可讀性。

1.1 Optional的設計目標

• 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。

• 支持函數式編程：Optional提供了函數式接口，如map(), flatMap(), filter()等，能夠方便地進行鏈式調用。

2. 創(chuàng)建Optional對象

2.1 使用Optional.of()

Optional.of(T value) 用于創(chuàng)建一個非空的 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，則返回一個空的 Optional。

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

2.3 使用Optional.empty()

Optional.empty() 方法返回一個空的 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。

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 Supplier，只有當 Optional 為空時，才會調用 Supplier 來提供值。

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

3.4 轉換Optional中的值

• map(Function<? super T, ? extends U> mapper)：如果 Optional 中有值，使用 mapper 函數轉換其值并返回新的 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 Optional。適用于需要返回 Optional 的轉換操作。

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. 高級拓展

4.1 Optional與函數式編程

Optional 是 Java 8 函數式編程的一部分。通過 map()、flatMap()、filter() 等方法，可以使得代碼更加簡潔和優(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。返回 Optional 使得調用者能夠明確知道返回值可能不存在，并且調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，而不是存儲數據。過度使用 Optional 會導致不必要的性能開銷。

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

4.4 Optional與Stream的結合

Optional 與 Stream 可以非常自然地結合，尤其在處理可空值的集合時非常有用。

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)雅的空值處理時帶來了額外的開銷。對于性能敏感的應用，過度使用 Optional 可能會對性能產生不良影響，尤其是在頻繁的空值判斷中。如果性能是關鍵因素，盡量避免在內存使用頻繁的地方使用 Optional。

4.6 延遲計算與懶加載

Optional 支持懶加載，特別是通過 orElseGet() 來延遲計算結果：

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

5. 最佳實踐與常見誤區(qū)

5.1 避免在集合中使用Optional

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

5.2 Optional與null的對比

雖然 Optional 旨在避免 null，但在性能要求極高的場景下，過度使用 Optional 可能反而帶來不必要的負擔。確保在適當的場景下使用 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

   Optional 是 Java 8 引入的強大工具，能夠使得代碼更加簡潔和安全，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，并且通過鏈式調用，優(yōu)雅地處理可能為空的值。

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

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

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