Java8中的Optional類型

Introduction

在Java 8之前，如果我們需要在代碼中表示一個值可能為空的情況，我們唯一能做的就是將它設置為null。然而，這種方式是非常容易出bug的。在Null指針異常（NullPointerException）的問題中，Java 語言有一個了不起的產物叫 Optional.

正文

Optional的概念

Java 8引入了一個Optional類，建議使用 Optional 類來表示一個值存在或不存在。這個對象可以包含非空的對象（存在），或者NULL（不存在）。使用 Optional 的目的不是去除 null，而是提供了一種可變空值類型，使得程序員可以更加註意程序中可能會出現的 null值，這有助於減少NullpointerException的發生。

什麼是Optional?

Optional是一個簡單的容器類，它可以代表一個值存在或不存在，而不是使用null值來表示“沒有值”這種情況。這樣可以避免大量的if(foo!=null)這樣的代碼，並且在某種程度上提高了代碼的可讀性。Java 8的這個特性已經被其它很多語言借鑒了。

Optional的運用

我們可以通過下面的方式創建 Optional 對象：

Optional optional = Optional.of("Hello World");

或者我們要在一個方法中返回一個對象時，我們可以這樣寫：

public Optional getCustomObject() {
    if(condition == true) {
        return Optional.of(new CustomObject());
    } else {
        return Optional.empty();
    }
}

該方法可以避免返回值為null這種情況，並且可以在返回時立即知道返回值是否存在。

Optional的API

在 Optional 類中，包含很多有用的方法，這裡我們只介紹其中一些。

isPresent() 和 get()

isPresent(): 如果值存在返回true，否則返回false。

get(): 如果Optional有值則將其返回，否則拋出NoSuchElementException。

Optional optional = Optional.of("Hello World");

if(optional.isPresent()) {
    System.out.println(optional.get()); // 輸出: Hello World
}

orElse()

如果有值則將其返回，否則返回一個默認值。

Optional optional = Optional.empty();

System.out.println(optional.orElse("Hello World")); // 輸出: Hello World

orElseGet()

orElseGet()方法與orElse()方法非常相似，但其中一個區別是提供用於計算默認值的Supplier。

Optional optional = Optional.empty();

Supplier supplier = () -> "Hello World";

System.out.println(optional.orElseGet(supplier)); // 輸出: Hello World

orElseThrow()

orElseThrow() 方法與orElse() 方法和 orElseGet() 方法類似，但是拋出的是傳入的異常類型。

Optional optional = Optional.empty();

try {
    System.out.println(optional.orElseThrow(Exception::new)); // 拋出異常: Exception
} catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
}

map()

如果有值，則對其執行調用mapping函數得到返回值。否則返回 Optional.empty()。

Optional optional = Optional.of("Hello World");

Optional upperOptional = optional.map(String::toUpperCase);

System.out.println(upperOptional.get()); // 輸出: HELLO WORLD

flatMap()

flatMap() 方法與 map() 方法類似，區別在於 flatMap 中的 mapping 函數返回值必須是 Optional。

Optional optional = Optional.of("Hello World");

Function<String, Optional> function = s -> Optional.of(s.toUpperCase());

Optional flatMapOptional = optional.flatMap(function);

System.out.println(flatMapOptional.get()); // 輸出: HELLO WORLD

小結

Optional提供了一個比null更好的方式來表示一個值不存在的情況。如果我們使用得當，它可以幫助我們避免NullPointException的發生。

整篇文章都着重於讓大家了解Optional是什麼，它們如何工作，以及為什麼對代碼質量有所幫助。記住，在正確地使用Optional時，代碼將更具可讀性，更加健壯。