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函数式编程之 Optional

news 2025/4/28 8:20:54

核心用途

Optional 是 Java 8 引入的容器类，用于解决 null` 检查的繁琐性和代码可读性问题。它明确表示一个值可能存在或可能不存在，通过链式调用强制开发者处理空值场景。

创建对象

方法	描述	示例
Optional.of(value)	创建非空 Optional（若 value为 null 抛异常）	Optional.of(“Hello”)
Optional.ofNullable(value)	允许 value为 null的 Optional	Optional.ofNullable(nullableValue)
Optional.empty()	创建空 Optional	Optional.empty()

常用操作方法

判断值是否存在

Optional<String> opt = Optional.of("data");
if (opt.isPresent()) { // 值存在时的操作
}

消费值（ifPresent）

opt.ifPresent(value -> System.out.println("Value: " + value));

获取值

get(): 直接获取值（若为空抛 NoSuchElementException）

String value = opt.get(); // 不推荐，容易引发异常

orElse(default): 值不存在时返回默认值

String result = opt.orElse("default");

orElseGet(supplier): 值不存在时通过 Supplier 生成默认值

String result = opt.orElseGet(() -> generateDefault());

orElseThrow(exceptionSupplier): 值不存在时抛出自定义异常

String result = opt.orElseThrow(() -> new RuntimeException("Value not found"));

转换值（map 与 flatMap）

map(Function): 对值进行转换（返回新 Optional）

Optional<Integer> lengthOpt = opt.map(String::length);

flatMap(Function): 扁平化转换（避免嵌套 Optional）

Optional<U> result = opt.flatMap(value -> anotherOptional);

过滤值（filter）

Optional<String> filtered = opt.filter(s -> s.length() > 3);

链式调用实战

传统写法（多层嵌套 if）：

if (user != null) {Address address = user.getAddress();if (address != null) {String city = address.getCity();if (city != null) {System.out.println(city.toUpperCase());}}
}

Optional 链式调用：

Optional.ofNullable(user).map(User::getAddress).map(Address::getCity).map(String::toUpperCase).ifPresent(System.out::println);

处理嵌套 Optional

问题场景：

当方法返回 Optional<Optional> 时，需要扁平化处理。

Optional<Optional<String>> nestedOpt = Optional.of(Optional.of("data"));

解决方案：

使用 flatMap 代替 map：

String result = nestedOpt.flatMap(Function.identity()).orElse("default");

注意事项

不要滥用 Optional：
- 避免将 Optional 作为方法参数或类的字段（设计为返回类型）。
- 不要用 Optional 替代所有 null 检查，仅在需要明确表达“可能无值”时使用。
避免 get()：
尽量使用 orElse、orElseGet 或 orElseThrow 代替直接 get()。
性能考量：
Optional 的链式调用会创建中间对象，但对大多数应用场景性能影响可忽略。
与 null 的互操作：

Object value = optional.orElse(null); // 不推荐，但必要时可用

完整示例

import java.util.Optional;public class OptionalDemo {public static void main(String[] args) {// 示例：用户信息处理User user = findUserById("123");String city = Optional.ofNullable(user).flatMap(User::getAddress).map(Address::getCity).filter(c -> !c.isEmpty()).orElse("Unknown City");System.out.println(city);}static User findUserById(String id) {// 模拟数据库查询return new User(new Address("Beijing"));}static class User {private Address address;User(Address address) { this.address = address; }Optional<Address> getAddress() { return Optional.ofNullable(address); }}static class Address {private String city;Address(String city) { this.city = city; }String getCity() { return city; }}
}