Java8新特性 - Optional

一、特性

1. 创建Optional对象：

// 创建了包含非null值的 Optional 对象
Optional<String> optionalString = Optional.of("Hello, Optional!");
// 创建一个不包含任何值的空 Optional 对象
Optional<String> emptyOptional = Optional.empty();
// 创建一个包含指定值的 Optional 对象，如果指定的值为 null，则创建一个空的 Optional 对象：
Optional<String> nullableOptional = Optional.ofNullable(T value);

2. 判断是否有值：

if (optionalString.isPresent()) {
    System.out.println("Value is present: " + optionalString.get());
} else {
    System.out.println("Value is absent.");
}

3. 如果有值则执行操作，否则执行默认操作：

String result = optionalString.orElse("Default Value");
System.out.println("Result: " + result);

4. 如果有值则执行操作：

optionalString.ifPresent(value -> System.out.println("Value is present: " + value));

5. 获取值，或者如果没有值则抛出异常：

String value = optionalString.orElseThrow(() -> new IllegalStateException("Value is absent"));
System.out.println("Value: " + value);

6. 如果有值满足条件则执行操作：

optionalString.filter(s -> s.contains("Optional"))
    .ifPresent(filteredValue -> System.out.println("Filtered Value: " + filteredValue));

7. 对值进行转换：

Optional<Integer> lengthOptional = optionalString.map(String::length);
lengthOptional.ifPresent(length -> System.out.println("Length: " + length));

8. 如果有值，则应用函数并返回新的Optional：

Optional<String> upperCaseOptional = optionalString.map(String::toUpperCase);
upperCaseOptional.ifPresent(upperCaseValue -> System.out.println("Upper Case Value: " + upperCaseValue));

9. 如果有值，则应用函数返回新的Optional，然后将结果展平（flat map）：

Optional<String> flatMappedOptional = optionalString.flatMap(value -> Optional.of(value + " - FlatMapped"));
flatMappedOptional.ifPresent(flatMappedValue -> System.out.println("Flat Mapped Value: " + flatMappedValue));

二、解决问题

Optional 是为了解决空指针异常（NullPointerException）问题而引入的。在Java中，当我们尝试访问一个对象的属性或调用其方法时，如果该对象为 null，就会抛出空指针异常。Optional 旨在提供一种更安全、更清晰的方式来处理可能为 null 的值，从而减少空指针异常的发生。

以下是 Optional 的一些优点和解决的问题：

1. 避免空指针异常：
   Optional 提供了一种方式来明确表示一个值可能为空，而不是使用 null，从而减少了因为空指针异常而引起的程序崩溃的可能性。

2. 更清晰的代码：
   使用 Optional 可以使代码更清晰和表达意图，因为它强调了一个值可能为空的情况，并迫使程序员在代码中显式处理这种情况。

3. 链式调用：
   Optional 提供了一组方法，允许进行链式调用，使得代码更加流畅和易读。

以下是一个简单的案例，说明 Optional 如何帮助解决空指针异常问题：

import java.util.Optional;

public class OptionalExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用传统方式可能引发空指针异常
        String result = getUserNameLengthLegacy(null);
        System.out.println("Legacy result: " + result);

        // 使用Optional避免空指针异常
        Optional<String> optionalUserName = Optional.ofNullable(null);
        String resultOptional = optionalUserName.map(String::length).orElse(-1).toString();
        System.out.println("Optional result: " + resultOptional);
    }

    // 传统方式可能引发空指针异常
    private static String getUserNameLengthLegacy(String userName) {
        return userName.length() + ""; // 可能引发空指针异常
    }
}

在上述示例中，getUserNameLengthLegacy 方法接受一个用户名，并尝试获取其长度。如果传入 null，将抛出空指针异常。相比之下，使用 Optional 的方式能够更加安全地处理可能为 null 的情况，避免了潜在的空指针异常。