Java怎么使用Optional實現優雅避免空指針異常

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摘要

空指針異常（NullPointerException）可以說是Java程序員最容易遇到的問題了，影響說大不大，說小也不小。為了解決這個問題，Java 8 版本中推出了 Optional 類。Optional 類是一個容器對象，它可以包含或不包含非空值。使用 Optional 類可以有效地避免空指針異常的問題。在本篇博客中，我將向大家介紹 JDK Optional 類及其使用方法。

Optional 介紹

Optional 類是一個容器對象，它可以包含或不包含非空值。如果一個對象可能為空，那么我們就可以使用 Optional 類來代替該對象。Optional 類型的變量可以有兩種狀態：存在值和不存在值。Optional類有兩個重要的方法：of和ofNullable。of方法用于創建一個非空的Optional對象，如果傳入的參數為null，則會拋出NullPointerException異常。而ofNullable方法用于創建一個可以為空的Optional對象。如果傳入的參數為空，則返回一個空的Optional對象。當 Optional 對象存在值時，調用 get() 方法可以返回該值；當 Optional 對象不存在值時，調用 get() 方法會拋出 NoSuchElementException 異常。

下面是一個使用 Optional 類的例子：

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

在上面的例子中，我們首先使用 of() 方法創建了一個包含字符串 "Hello World" 的 Optional 對象，然后使用 get() 方法獲取該對象的值并將其打印出來。

注意，如果我們嘗試創建一個 null 值的 Optional 對象，則會拋出 NullPointerException 異常。而且，在使用 Optional 類時，我們應該盡量避免使用 isPresent() 和 get() 方法，因為這些方法可能會引起空指針異常。比較推薦使用Optional.ofNullable來創建Optional 對象。

Optional 使用

創建 Optional 對象

我們可以使用以下幾種方式來創建 Optional 對象：

• Optional.of(value)：創建一個包含非空值的 Optional 對象。

• Optional.empty()：創建一個不包含任何值的空 Optional 對象。

• Optional.ofNullable(value)：創建一個可能包含 null 值的 Optional 對象。如果 value 不為 null，則該方法會創建一個包含該值的 Optional 對象；否則，創建一個空 Optional 對象。

下面是一個使用 Optional.ofNullable() 方法的例子：

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

在上面的例子中，我們首先聲明了一個空字符串 str，并將其賦值為 null。然后，我們使用 ofNullable() 方法創建了一個 Optional 對象。由于 str 是 null，因此創建的 Optional 對象也是空的。最后，我們使用 isPresent() 方法檢查 Optional 對象是否包含值。

orElse()與orElseGet()

orElse()方法接收一個參數，即為默認值。如果Optional對象中的值不為空，則返回該值，否則返回傳入的默認值。具體用法如下：

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

orElseGet()方法與orElse()方法類似，也是用于獲取默認值的方法。但是，orElseGet()方法接收的參數是一個Supplier函數式接口，用于在需要返回默認值時生成該值。具體用法如下：

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

orElse() 和 orElseGet()的區別

orElse() 和 orElseGet()特別相似，有必要抽離出來講下他們之間的區別。

orElse() 方法無論 Optional 對象是否為空都會執行，因此它總是會創建一個新的對象。orElseGet() 方法只有在 Optional 對象為空時才會執行，因此它可以用來延遲創建新的對象。

用一個例子感受一下：

    @Test
    void test() {
        System.out.println("--------不為null的情況----------");
        //不為 null
        String str1 = "hello";
        String result11 = Optional.ofNullable(str1).orElse(get(str1 + ":orElse()方法被執行了"));
        String result12 = Optional.ofNullable(str1).orElseGet(() -> get(str1 + ":orElseGet()方法被執行了"));
        System.out.println(result11);
        System.out.println(result12);
        System.out.println("--------為null的情況----------");
        //為 null
        String str2 = null;
        String result21 = Optional.ofNullable(str2).orElse(get(str1 + ":orElse()方法被執行了"));
        String result22 = Optional.ofNullable(str2).orElseGet(() -> get(str2 + ":orElseGet()方法被執行了"));
        System.out.println(result21);
        System.out.println(result22);
    }


    public String get(String name) {
        System.out.println(name);
        return name;
    }

輸出結果如下：

--------不為null的情況----------
hello:orElse()方法被執行了
hello
hello
--------為null的情況----------
hello:orElse()方法被執行了
null:orElseGet()方法被執行了
hello:orElse()方法被執行了
null:orElseGet()方法被執行了

因此，一般來說，如果你希望在 Optional 對象為空時才創建新的對象，可以使用 orElseGet() 方法。否則，如果你希望總是創建新的對象，無論 Optional 對象是否為空，可以使用 orElse() 方法，通常來說orElseGet()更佳，個人也是推薦使用orElseGet()。

map()與flatMap()

map() 方法接受一個函數作為參數，該函數將被應用于 Optional 對象中的值。如果 Optional 對象存在值，則將該值傳遞給函數進行轉換，否則返回一個空 Optional 對象。

下面是一個使用 map() 方法的例子：

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

在上面的例子中，我們首先使用 of() 方法創建了一個包含字符串 "Hello" 的 Optional 對象。然后，我們使用 map() 方法將該字符串轉換為大寫形式，并將結果存儲到另一個 Optional 對象 upperCaseOptional 中。最后，我們使用 get() 方法獲取 upperCaseOptional 對象中的值并打印出來。

flatMap() 方法與 map() 方法類似，都接受一個函數作為參數。但是，flatMap() 方法返回的是一個 Optional 類型的值。如果函數返回的是一個 Optional 對象，則該方法會將其“展開”，否則返回一個空 Optional 對象。

下面是一個使用 flatMap() 方法的例子：

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()); //輸出 h

在上面的例子中，我們首先創建了一個包含字符串 "hello world" 的 Optional 對象。然后，我們使用 flatMap() 方法將該字符串轉換為第一個字符，并將結果存儲到另一個 Optional 對象 result 中。最后，我們使用 get() 方法獲取 result 對象中的值并打印出來。

filter()

filter() 方法接受一個謂詞（Predicate）作為參數，返回一個 Optional 類型的值。如果 Optional 對象存在值且滿足謂詞的條件，則返回該 Optional 對象；否則返回一個空 Optional 對象。

下面是一個使用 filter() 方法的例子：

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

在上面的例子中，我們首先創建了一個包含整數 10 的 Optional 對象。然后，我們使用 filter() 方法過濾出該數字是否為偶數，并將結果存儲到另一個 Optional 對象 result 中。最后，我們使用 isPresent() 方法檢查 result 對象是否存在值。

讀到這里，這篇“Java怎么使用Optional實現優雅避免空指針異常”文章已經介紹完畢，想要掌握這篇文章的知識點還需要大家自己動手實踐使用過才能領會，如果想了解更多相關內容的文章，歡迎關注億速云行業資訊頻道。