Java学习十二—Java8特性之Optional类

一、简介

Java 8 引入了 Optional 类作为一种容器，可以用来显式地表示一个值存在或不存在。它解决了传统上可能会遇到的空指针异常问题，同时提供了一种更优雅的方式来处理可能为null的情况。

Java 8 中引入 Optional 类的背景可以从以下几个方面来理解：

空指针异常问题： 在 Java 中，空指针异常（NullPointerException）是一个常见的问题，特别是当处理可能为null的对象时。这种异常可能会在运行时导致程序崩溃，难以调试和处理。
编程语言发展趋势： 在 Java 8 发布之前，其他一些现代编程语言（如Scala、Swift等）已经引入了类似的 Option 类型或者可空类型（Nullable Type），这些类型可以更安全和清晰地处理可能为空的值。
函数式编程的影响： Java 8 引入了函数式编程的元素，例如 lambda 表达式和流式 API。在函数式编程中，避免副作用和空值处理是重要的理念之一，因此需要一种适合函数式编程风格的空值处理机制。
更优雅的代码风格： 使用 Optional 类可以使代码更加清晰和优雅。通过强制显式处理可能为null的情况，可以减少条件判断和嵌套，提高代码的可读性和可维护性。
API 设计的进步： 引入 Optional 类使得 Java 标准库的 API 设计更加完善和一致。在一些情况下，例如集合操作中的元素查找或者返回值可能为空的方法，使用 Optional 可以更准确地表达返回值的可能性。

综上所述，Java 8 引入 Optional 类旨在提供一种更加安全、清晰和优雅的方式来处理可能为null的值，以及促进函数式编程风格在 Java 中的应用。

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二、类申明

public final class Optional<T>

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三、方法

以下是 Optional 类的一些常用方法：

Optional.of(T value) - 创建一个 Optional 实例，其非空值由给定的参数指定。如果给定的参数为 null，则抛出 NullPointerException。
Optional.ofNullable(T value) - 创建一个 Optional 实例，其值可以是 null。如果给定的参数为 null，则返回一个空的 Optional 对象。
Optional.empty() - 返回一个空的 Optional 实例。
Optional.isPresent() - 检查 Optional 是否包含非空值。如果包含非空值，则返回 true，否则返回 false。
Optional.ifPresent(Consumer<? super T> consumer) - 如果 Optional 包含非空值，则将该值传递给提供的 Consumer 对象。如果 Optional 是空的，则不执行任何操作。
Optional.orElse(T other) - 如果 Optional 包含非空值，则返回该值；否则返回提供的其他值。
Optional.orElseGet(Supplier<? extends T> other) - 如果 Optional 包含非空值，则返回该值；否则返回由 Supplier 调用返回的值。
Optional.orElseThrow() - 如果 Optional 包含非空值，则返回该值；否则抛出 NoSuchElementException。
Optional.map(Function<? super T,? extends U> mapper) - 如果 Optional 包含非空值，则将该值传递给提供的 Function 对象，并返回结果包装在 Optional 中。如果 Optional 是空的，则返回空的 Optional。
Optional.flatMap(Function<? super T, Optional<? extends U>> mapper) - 如果 Optional 包含非空值，则将该值传递给提供的 Function 对象，并返回 Function 返回的 Optional。如果 Optional 是空的，或者 Function 返回空的 Optional，则返回空的 Optional。
Optional.filter(Predicate<? super T> predicate) - 如果 Optional 包含非空值，并且该值满足提供的 Predicate，则返回包含该值的 Optional。如果 Optional 是空的，或者非空值不满足 Predicate，则返回空的 Optional。

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四、示例

4.1示例1

Optional<String> optional = Optional.of("bam");optional.isPresent();           // true
optional.get();                 // "bam"
optional.orElse("fallback");    // "bam"optional.ifPresent((s) -> System.out.println(s.charAt(0)));     // "b"

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4.2示例2

创建 Optional 对象：

of(T value) ：创建一个包含指定非null值的 Optional。
```
Optional<String> optional = Optional.of("Hello");
```

ofNullable(T value) ：创建一个可能为null的 Optional 对象。

String str = null;
Optional<String> optional = Optional.ofNullable(str);

empty() ：创建一个空的 Optional 对象。

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

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判断值是否存在：

isPresent() ：如果存在值，则返回true，否则返回false。

Optional<String> optional = Optional.of("Hello");
if (optional.isPresent()) {// 值存在时的操作System.out.println("Value is present: " + optional.get());
} else {// 值不存在时的操作System.out.println("Value is absent.");
}

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获取值或默认值：

get() ：如果存在值，则返回该值，否则抛出 NoSuchElementException。

Optional<String> optional = Optional.of("Hello");
String value = optional.get();

orElse(T other) ：如果存在值，则返回该值，否则返回指定的默认值。

Optional<String> optional = Optional.ofNullable(null);
String result = optional.orElse("Default Value");

orElseGet(Supplier<? extends T> other) ：如果存在值，则返回该值，否则使用提供的 Supplier 生成一个默认值。
```
Optional<String> optional = Optional.ofNullable(null);
String result = optional.orElseGet(() -> "Default Value");
```

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条件式操作：

filter(Predicate<? super T> predicate) ：如果存在值并且满足给定条件，则返回包含该值的 Optional，否则返回空的 Optional。
```
Optional<String> optional = Optional.of("Hello");
Optional<String> filtered = optional.filter(s -> s.startsWith("H"));
```
map(Function<? super T, ? extends U> mapper) ：如果存在值，则对其进行转换，并返回包含转换后值的 Optional，否则返回空的 Optional。
```
Optional<String> optional = Optional.of("Hello");
Optional<String> upperCase = optional.map(String::toUpperCase);
```

flatMap(Function<? super T, Optional<U>> mapper) ：如果存在值，则对其进行转换并返回结果，否则返回空的 Optional。

Optional<String> optional = Optional.of("Hello");
Optional<String> flatMapped = optional.flatMap(s -> Optional.of(s + " World"));

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条件式执行：

ifPresent(Consumer<? super T> consumer) ：如果存在值，则执行指定的操作。

Optional<String> optional = Optional.of("Hello");
optional.ifPresent(s -> System.out.println("Value is present: " + s));

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示例：

import java.util.Optional;public class OptionalExample {public static void main(String[] args) {// 创建一个非空的 OptionalOptional<String> optional1 = Optional.of("Hello");// 创建一个可能为 null 的 OptionalString str = null;Optional<String> optional2 = Optional.ofNullable(str);// 判断值是否存在if (optional1.isPresent()) {System.out.println("Value 1 is present: " + optional1.get());} else {System.out.println("Value 1 is absent.");}// 使用 orElse 方法提供默认值String result = optional2.orElse("Default Value");System.out.println("Value 2: " + result);// 使用 map 对值进行转换Optional<String> upperCaseOptional = optional1.map(String::toUpperCase);upperCaseOptional.ifPresent(s -> System.out.println("Uppercase value: " + s));// 使用 flatMap 进行链式操作Optional<String> flatMapped = optional1.flatMap(s -> Optional.of(s + " World"));flatMapped.ifPresent(s -> System.out.println("FlatMapped value: " + s));}
}