Java Optional的用法和實戰

一、Optional簡介

Optional是Java 8新引入的一個類，用於解決空指針異常問題。在Java中，當我們使用一個對象時，必須要確保此對象非空，否則程序將拋出空指針異常，這對程序造成很大的影響。

Optional類定義了一種容器，這種容器含有指定類型的對象或沒有對象。Optional是一種安全的防護機制，它是一種函數式編程風格的思想，在實踐中被證明可有效減少代碼中的空值判斷。利用Optional，代碼可讀性更強，出錯幾率大大降低。

二、使用Optional的好處

使用Optional可確保代碼的健壯性，避免代碼中不必要的判斷語句，提升代碼可讀性。值得注意的是，雖然使用Optional可能對性能帶來一定的損失，但這種損失較小且可忽略不計。以下是使用Optional的優點：

1. 避免了空指針異常：使用Optional，如果對象為null，將不會出現null引用異常。這使得代碼更加健壯，避免了代碼中不必要的判斷語句。

2. 使代碼更加簡潔和易懂：可讀性是代碼質量的重要方面，使用Optional可減少代碼中的冗餘判斷語句，使代碼看起來更加直觀。簡潔的代碼更易理解，也更易維護。

3. 減少程序出錯的機率：使用Optional可以有效減少代碼中出現空值的可能性，減少編程錯誤的機會。

三、使用Optional

下面通過一個簡單的示例來演示如何使用Optional：

public class OptionalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Optional optional = Optional.of("hello");

        System.out.println(optional.get());

        Optional optional1 = Optional.ofNullable(null);

        if(optional1.isPresent()){
            System.out.println(optional1.get());
        }else{
            System.out.println("optional1為null");
        }

        String str = optional1.orElse("world");
        System.out.println(str);

        String str2 = optional1.orElseGet(() -> "world");
        System.out.println(str2);

        try{
            String str3 = optional1.orElseThrow(() -> new Exception("optional為空"));
            System.out.println(str3);
        }catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

1. Optional.of：Optional.of方法用於創建一個包含指定對象的Optional。如果對象為null，則拋出NullPointerException。

2. Optional.ofNullable：Optional.ofNullable方法用於創建一個可以為空的Optional。如果對象為null，將會返回一個空對象。

3. Optional.isPresent：Optional.isPresent方法用於判斷Optional對象是否為空，如果不為空則返回true，否則返回false。

4. Optional.orElse：Optional.orElse方法用於在Optional為空時提供一個默認值，如果Optional不為空，則直接獲取包含的值。

5. Optional.orElseGet：Optional.orElseGet方法在Optional為空時提供一個執行的方法，如果Optional不為空，則直接獲取包含的值。

6. Optional.orElseThrow：Optional.orElseThrow方法在Optional為空時拋出一個異常，否則獲取包含的值。

四、實戰

下面通過一個實際的業務場景來演示如何使用Optional：

public class User {
    private String name;
    private Optional address;

    public User(String name, Optional address){
        this.name = name;
        this.address = address;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public Optional getAddress() {
        return address;
    }
}

public class OptionalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Optional optional = Optional.of("hello");

        User user1 = new User("Tom", Optional.empty());
        User user2 = new User("Jack", Optional.of("Beijing"));

        System.out.println(user1.getAddress().orElse("address is null"));
        System.out.println(user2.getAddress().orElse("address is null"));
    }
}

在上面的示例中，我們使用Optional來優化User類的代碼，將用戶的地址屬性定義成Optional類型的。這樣可以使得代碼更加簡潔可讀，可以少寫一些冗餘的判斷語句。

通過使用Optional，我們可以更好地理解函數式編程思想，它可以使得代碼更加簡潔、易懂，並且避免了代碼中不必要的判斷語句，提升了代碼的可讀性和健壯性。

總結

通過本文的介紹可以發現，使用Optional可以有效減少代碼中的空指針異常，提供了一種安全、便利、優雅的方式來處理null值。它是Java 8新引入的一個實現安全防護機制的類，是函數式編程思想的一部分，也是Java 8中值得學習的一項新特性。

在使用Optional時，需要注意下面幾點：

1、不要將Optional用作集合類型

2、Optional不是Serializable對象，因此不要將其用作類的欄位

3、不要在Optional中使用null作為對象的值，而應該使用Optional.empty()