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。
二、类申明
public final class Optional<T>
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。
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"
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();
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."); }
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");
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"));
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));
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));}
}
