深入理解Optional.empty

在Java 8中，Optional類引入了一個新特性。Optional類允許我們將一個變數包裝起來，指示該變數是否為null。Optional在工程中被廣泛使用。實際上，Optional的許多方法都有默認實現。其中，Optional.empty()是一個很有趣的方法。本文將介紹Optional.empty()的相關內容，包括它的含義，使用場景，以及它實現的細節。

一、用Optional.empty()處理Null值

1、Optional.empty.throw

我們先來看一個例子，假設有一個實體類，類名為Student。Student有兩個屬性：name和age。現在我們要查找一個年齡為18的學生：

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");
        }
    }
}

執行結果如下：

No student found

我們看到，如果找不到年齡為18歲的學生，就會輸出「No student found」。現在我們來修改主函數，運用Optional.empty()方法進行null值處理：

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");
    }
}

這段代碼中，我們將findStudent()函數的返回值類型改為Optional。同時，在findStudent()函數中，我們返回了Optional.empty()。在主函數中，我們首先用if語句判斷studentOptional是否存在，如果存在，再通過get()方法獲取實際的Student對象。這樣，即使Student對象的某個屬性為null，我們也可以通過Optional.empty()進行判空處理。

2、Optional.empty.get

在上面的例子中，我們使用了Optional.empty()方法，這個方法返回的是一個空的Optional對象，它不包含任何值。代碼如下：

Optional.empty();

那麼，如果我們嘗試從Optional.empty()對象中獲取值，會發生什麼呢？看下面的代碼：

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

這裡，我們嘗試從optional對象中獲取一個String類型的值，並賦值給str。由於optional是空的，所以程序會拋出NoSuchElementException異常。因此，如果使用Optional.empty()方法創建一個空的Optional對象，就需要使用isPresent()方法來判斷是否存在值。

二、使用Optional.empty()替代null

1、Optional.empty.orElse

在Java中，null值是很常見的，這也是Java編程中的一個大問題。由於null值的不可控性，經常會出現nullPointerException等運行時錯誤。為了解決這個問題，Optional類引入了Optional.empty()方法。有了它，我們可以先判斷是否為null值，再進行下一步操作。

接下來，我們看一個使用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);
}

這個例子中，我們使用了Optional.ofNullable()方法，它可以返回空（即null）或一個非空的Optional對象。然後，我們用if語句判斷optional是否存在，如果存在，就將它獲取到的值添加到新的集合newList中，否則添加「unknown fruit」。運行結果如下：

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

可以看到，null值被替換成了「unknown fruit」，代碼的可讀性和可維護性得到了提高。

2、Optional.empty.filter

除了使用Optional.empty()方法替代null值之外，我們還可以使用Optional.empty()方法對非null值進行一些其他的處理。這裡，我們看一個使用Optional.empty().filter()方法進行判斷的例子。

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

這個例子中，我們使用Optional.of()方法創建一個包含非null值的Optional對象。然後，我們使用filter()方法對其進行判斷，如果其值大於2，則執行ifPresent()方法內的操作。因為3大於2，所以輸出如下：

3

除了使用filter()方法，Optional還提供了map()方法，flatMap()方法等類似的方法，用於對非null值進行修改。

三、Optional.empty的缺點

雖然Optional.empty()方法已經減少了null值帶來的問題，但它也有一些缺點。首先，Optional.empty()方法無法處理基本數據類型，如int、double、float等。其次，使用Optional.empty()方法會增加代碼的複雜度和運行時間。所以，在實際應用中，我們需要權衡利弊，謹慎選擇是否使用Optional.empty()方法。