关于java:使用Optional优雅避免空指针异常

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在编程世界中，「空指针异样（NullPointerException）」无疑是咱们最常遇到的"罪魁祸首"之一。它像一片荫蔽的地雷，静静地期待着咱们不小心地踏入，给咱们的代码带来潜在的威逼。这种问题尽管看似渺小，但却无奈漠视。甚至可能对整个程序的稳定性产生重大影响。

为了应答这个长久以来困扰开发者的问题，Java 8 版本引入了一个弱小的工具——Optional 类。

Optional 不仅仅是一个容器，它更是一种编程理念的转变，让咱们能够用更优雅的形式解决可能为空的状况。

在本篇博客中，我将向大家介绍 JDK Optional 类及其应用办法，帮忙你从根本上杜绝空指针异样，晋升代码品质。

Optional 介绍

Optional 类是一个容器对象，它能够蕴含或不蕴含非空值。如果一个对象可能为空，那么咱们就能够应用 Optional 类来代替该对象。

Optional 类型的变量能够有两种状态：存在值和不存在值。

Optional类有两个重要的办法：of和ofNullable：

of办法用于创立一个非空的Optional对象，如果传入的参数为null，则会抛出NullPointerException异样。
ofNullable办法用于创立一个能够为空的Optional对象。如果传入的参数为空，则返回一个空的Optional对象。当 Optional 对象存在值时，调用 get() 办法能够返回该值，当 Optional 对象不存在值时，调用 get() 办法会抛出 NoSuchElementException 异样。

上面是一个应用 Optional 类的例子：

Optional<String> optional = Optional.of("Hello World");System.out.println(optional.get()); //输入 Hello World

在下面的例子中，咱们首先应用 of() 办法创立了一个蕴含字符串 "Hello World" 的 Optional 对象，而后应用 get() 办法获取该对象的值并将其打印进去。

留神，如果咱们尝试创立一个 null 值的 Optional 对象，则会抛出 NullPointerException 异样。

在应用 Optional 类时，咱们应该尽量避免应用 isPresent() 和 get() 办法，因为这些办法可能会引起空指针异样。比拟举荐应用 Optional.ofNullable() 来创立一个Optional 对象。

Optional 应用

创立 Optional 对象

咱们能够应用以下几种形式来创立 Optional 对象：

Optional.of(value)：创立一个蕴含非空值的 Optional 对象。
Optional.empty()：创立一个不蕴含任何值的空 Optional 对象。
Optional.ofNullable(value)：创立一个可能蕴含 null 值的 Optional 对象。如果 value 不为 null，则该办法会创立一个蕴含该值的 Optional 对象；否则，创立一个空 Optional 对象。

上面是一个应用 Optional.ofNullable() 办法的例子：

String str = null;Optional<String> optional = Optional.ofNullable(str);System.out.println(optional.isPresent()); //输入 false

在下面的例子中，咱们首先申明了一个空字符串 str，并将其赋值为 null。而后，咱们应用 ofNullable() 办法创立了一个 Optional 对象。因为 str 是 null，因而创立的 Optional 对象也是空的。最初，咱们应用 isPresent() 办法查看 Optional 对象是否蕴含值。

orElse()与orElseGet()

orElse()办法接管一个参数，即为默认值。如果Optional对象中的值不为空，则返回该值，否则返回传入的默认值。具体用法如下：

Optional<String> optional = Optional.ofNullable(null);String result = optional.orElse("default");System.out.println(result); // 输入 "default"

orElseGet()办法与orElse()办法相似，也是用于获取默认值的办法。然而，orElseGet()办法接管的参数是一个「Supplier函数式接口」，用于在须要返回默认值时生成该值。具体用法如下：

Optional<String> optional = Optional.ofNullable(null);String result = optional.orElseGet(() -> "default");System.out.println(result); // 输入 "default"

orElse() 和 orElseGet()的区别

orElse() 和 orElseGet()特地类似，有必要抽离进去讲下他们之间的区别。

orElse() 办法无论 Optional 对象是否为空都会执行，因而它总是会创立一个新的对象。orElseGet() 办法只有在 Optional 对象为空时才会执行，因而它能够用来提早创立新的对象。

用一个例子感受一下：

    @Test    void test() {        System.out.println("--------不为null的状况----------");        //不为 null        String str1 = "hello";        String result11 = Optional.ofNullable(str1).orElse(get(str1 + ":orElse()办法被执行了"));        String result12 = Optional.ofNullable(str1).orElseGet(() -> get(str1 + ":orElseGet()办法被执行了"));        System.out.println(result11);        System.out.println(result12);        System.out.println("--------为null的状况----------");        //为 null        String str2 = null;        String result21 = Optional.ofNullable(str2).orElse(get(str1 + ":orElse()办法被执行了"));        String result22 = Optional.ofNullable(str2).orElseGet(() -> get(str2 + ":orElseGet()办法被执行了"));        System.out.println(result21);        System.out.println(result22);    }    public String get(String name) {        System.out.println(name);        return name;    }

输入后果如下：

--------不为null的状况----------hello:orElse()办法被执行了hellohello--------为null的状况----------hello:orElse()办法被执行了null:orElseGet()办法被执行了hello:orElse()办法被执行了null:orElseGet()办法被执行了

因而，一般来说，如果你心愿在 Optional 对象为空时才创立新的对象，能够应用 orElseGet() 办法。否则，如果你心愿总是创立新的对象，无论 Optional 对象是否为空，能够应用 orElse() 办法，通常来说orElseGet()更佳，集体也是举荐应用orElseGet()。

map()与flatMap()

map() 办法承受一个函数作为参数，该函数将被利用于 Optional 对象中的值。如果 Optional 对象存在值，则将该值传递给函数进行转换，否则返回一个空 Optional 对象。

上面是一个应用 map() 办法的例子：

String str = "Hello";Optional<String> optional = Optional.of(str);Optional<String> upperCaseOptional = optional.map(String::toUpperCase);System.out.println(upperCaseOptional.get()); //输入 HELLO

在下面的例子中，咱们首先应用 of() 办法创立了一个蕴含字符串 "Hello" 的 Optional 对象。而后，咱们应用 map() 办法将该字符串转换为大写模式，并将后果存储到另一个 Optional 对象 upperCaseOptional 中。最初，咱们应用 get() 办法获取 upperCaseOptional 对象中的值并打印进去。

flatMap() 办法与 map() 办法相似，都承受一个函数作为参数。然而，flatMap() 办法返回的是一个 Optional 类型的值。如果函数返回的是一个 Optional 对象，则该办法会将其"开展"，否则返回一个空 Optional 对象。

上面是一个应用 flatMap() 办法的例子：

String str = "hello world";Optional<String> optional = Optional.of(str);Optional<Character> result = optional.flatMap(s -> {    if (s.length() > 0)        return Optional.of(s.charAt(0));    else        return Optional.empty();});System.out.println(result.get()); //输入 h

在下面的例子中，咱们首先创立了一个蕴含字符串 "hello world" 的 Optional 对象。而后，咱们应用 flatMap() 办法将该字符串转换为第一个字符，并将后果存储到另一个 Optional 对象 result 中。最初，咱们应用 get() 办法获取 result 对象中的值并打印进去。

filter()

filter() 办法承受一个「谓词（Predicate）」作为参数，返回一个 Optional 类型的值。如果 Optional 对象存在值且满足谓词的条件，则返回该 Optional 对象，否则返回一个空 Optional 对象。

上面是一个应用 filter() 办法的例子：

Integer number = 10;Optional<Integer> optional = Optional.of(number);Optional<Integer> result = optional.filter(n -> n % 2 == 0);System.out.println(result.isPresent()); //输入 true

在下面的例子中，咱们首先创立了一个蕴含整数 10 的 Optional 对象。而后，咱们应用 filter() 办法过滤出该数字是否为偶数，并将后果存储到另一个 Optional 对象 result 中。最初，咱们应用 isPresent() 办法查看 result 对象是否存在值。

罕用办法

咱们曾经介绍了Optional类的几种罕用办法。除此之外，咱们这里再逐个列举和解析其余办法。

办法名	阐明
`empty()`	返回一个空的`Optional`实例。
`of(T value)`	返回一个蕴含给定非null值的`Optional`。如果value为null，会抛出NullPointerException。
`ofNullable(T value)`	返回一个可选的蕴含给定值的`Optional`，也可能为空。
`get()`	如果`Optional`有值则将其返回，否则抛出`NoSuchElementException`。
`isPresent()`	如果值存在返回true，否则false。
`isEmpty()`	如果值不存在返回true，否则false。(Java 11后新增)
`ifPresent(Consumer<? super T> consumer)`	如果值存在，则应用该值调用指定的消费者，否则不执行任何操作。
`ifPresentOrElse(Consumer<? super T> action, Runnable emptyAction)`	如果值存在，则应用该值调用指定的消费者，否则执行指定的无参数的动作。(Java 9后新增)
`filter(Predicate<? super T> predicate)`	如果一个值存在，并且这个值给定的predicate对其返回true，返回一个`Optional`形容的值，否则返回一个空的`Optional`。
`map(Function<? super T,? extends U> mapper)`	如果有值，利用mapping函数并返回后果。否则返回空的`Optional`。
`flatMap(Function<? super T,Optional<U>> mapper)`	如果值存在，返回从Optional中提取的值，否则返回一个空的`Optional`。
`orElse(T other)`	如果存在该值，返回值，否则返回`other`。
`orElseGet(Supplier<? extends T> other)`	如果存在该值，返回值，否则触发`other`并返回。
`orElseThrow()`	如果存在该值，返回蕴含的值，否则抛出`NoSuchElementException`。
`orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier)`	如果存在该值，返回蕴含的值，否则抛出由`Supplier`产生的异样。

在这篇文章中，咱们深入探讨了Java的Optional类及其在编程实际中的利用。通过应用Optional，咱们能够更无效地解决可能存在的空值状况，从而防止运行时的NullPointException。尽管它引入了额定的复杂性，但如果正确应用，它能够提供更清晰、更易于保护的代码。

然而，重要的是要记住，Optional并不是解决所有问题的银弹。像所有工具一样，咱们须要理解它的长处和局限性，并确保在适当的场景下应用它。编程始终是一个学习和摸索的过程，Optional只是咱们工具箱中的一个工具。心愿通过本文，你对如何利用Java的Optional类有了更全面的了解。

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