深入理解Optional.empty

在Java 8中，Optional类引入了一个新特性。Optional类允许我们将一个变量包装起来，指示该变量是否为null。Optional在工程中被广泛使用。实际上，Optional的许多方法都有默认实现。其中，Optional.empty()是一个很有趣的方法。本文将介绍Optional.empty()的相关内容，包括它的含义，使用场景，以及它实现的细节。

一、用Optional.empty()处理Null值

1、Optional.empty.throw

我们先来看一个例子，假设有一个实体类，类名为Student。Student有两个属性：name和age。现在我们要查找一个年龄为18的学生：

public class Student {
    private String name;
    private Integer age;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Integer getAge(){
        return age;
    }

    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }
}

public class Main {
    public static Student findStudent(){
        Student student = new Student();
        student.setName("Tom");
        return student;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Student student = findStudent();

        if(student != null && student.getAge() != null && student.getAge() == 18){
            System.out.println(student.getName() + " is 18 years old");
        }else{
            System.out.println("No student found");
        }
    }
}

执行结果如下：

No student found

我们看到，如果找不到年龄为18岁的学生，就会输出“No student found”。现在我们来修改主函数，运用Optional.empty()方法进行null值处理：

public static Optional findStudent(){
    Student student = new Student();
    student.setName("Tom");
    return Optional.empty();
}

public static void main(String[] args) {
    Optional studentOptional = findStudent();

    if(studentOptional.isPresent()){
        Student student = studentOptional.get();
        if(student.getAge() == 18){
            System.out.println(student.getName() + " is 18 years old");
        }else{
            System.out.println("No student found");
        }
    }else{
        System.out.println("No student found");
    }
}

这段代码中，我们将findStudent()函数的返回值类型改为Optional。同时，在findStudent()函数中，我们返回了Optional.empty()。在主函数中，我们首先用if语句判断studentOptional是否存在，如果存在，再通过get()方法获取实际的Student对象。这样，即使Student对象的某个属性为null，我们也可以通过Optional.empty()进行判空处理。

2、Optional.empty.get

在上面的例子中，我们使用了Optional.empty()方法，这个方法返回的是一个空的Optional对象，它不包含任何值。代码如下：

Optional.empty();

那么，如果我们尝试从Optional.empty()对象中获取值，会发生什么呢？看下面的代码：

Optional optional = Optional.empty();
String str = optional.get();

这里，我们尝试从optional对象中获取一个String类型的值，并赋值给str。由于optional是空的，所以程序会抛出NoSuchElementException异常。因此，如果使用Optional.empty()方法创建一个空的Optional对象，就需要使用isPresent()方法来判断是否存在值。

二、使用Optional.empty()替代null

1、Optional.empty.orElse

在Java中，null值是很常见的，这也是Java编程中的一个大问题。由于null值的不可控性，经常会出现nullPointerException等运行时错误。为了解决这个问题，Optional类引入了Optional.empty()方法。有了它，我们可以先判断是否为null值，再进行下一步操作。

接下来，我们看一个使用Optional.empty().orElse()替代null的例子：

public static void main(String[] args) {
    List list = new ArrayList();
    list.add("apple");
    list.add(null);
    list.add("banana");
    list.add("orange");
    list.add(null);
    list.add("pear");

    List newList = new ArrayList();
    for(String e : list){
        Optional optional = Optional.ofNullable(e);
        if(optional.isPresent()){
            newList.add(optional.get());
        }else{
            newList.add("unknown fruit");
        }
    }
    System.out.println(newList);
}

这个例子中，我们使用了Optional.ofNullable()方法，它可以返回空（即null）或一个非空的Optional对象。然后，我们用if语句判断optional是否存在，如果存在，就将它获取到的值添加到新的集合newList中，否则添加“unknown fruit”。运行结果如下：

[apple, unknown fruit, banana, orange, unknown fruit, pear]

可以看到，null值被替换成了“unknown fruit”，代码的可读性和可维护性得到了提高。

2、Optional.empty.filter

除了使用Optional.empty()方法替代null值之外，我们还可以使用Optional.empty()方法对非null值进行一些其他的处理。这里，我们看一个使用Optional.empty().filter()方法进行判断的例子。

Optional optional = Optional.of(3);
optional.filter(e -> e > 2).ifPresent(System.out::println);

这个例子中，我们使用Optional.of()方法创建一个包含非null值的Optional对象。然后，我们使用filter()方法对其进行判断，如果其值大于2，则执行ifPresent()方法内的操作。因为3大于2，所以输出如下：

3

除了使用filter()方法，Optional还提供了map()方法，flatMap()方法等类似的方法，用于对非null值进行修改。

三、Optional.empty的缺点

虽然Optional.empty()方法已经减少了null值带来的问题，但它也有一些缺点。首先，Optional.empty()方法无法处理基本数据类型，如int、double、float等。其次，使用Optional.empty()方法会增加代码的复杂度和运行时间。所以，在实际应用中，我们需要权衡利弊，谨慎选择是否使用Optional.empty()方法。