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Java Academy · 课时

创建和检查 Optional

安全地使用 Optional.of、ofNullable、empty、isPresent、isEmpty 和 get

创建和检查 Optional 是 CoddyKit 上的免费 Java Academy 课时。 这是第 2 节课，共 4 节。 你可以在下方免费阅读本课时的完整内容 — 然后在浏览器中使用内置代码编辑器和全天候 AI 导师进行实践。 这是 Java Academy 学习路径的一部分，你的进度在网页和 CoddyKit 应用中同步。 Java Academy 课程共包含 4 节课。

创建和检查 Optional

本课介绍创建 Optional 实例以及检查其内容的方法：isPresent、isEmpty、get 和安全替代方案。

创建 Optional 的三种方式

可以使用 Optional.of()、Optional.ofNullable() 或 Optional.empty() 创建 Optional。

import java.util.Optional;

// 1. of: must be non-null
Optional<String> a = Optional.of("hello");

// 2. ofNullable: safely wraps null
String maybeNull = null;
Optional<String> b = Optional.ofNullable(maybeNull); // empty
Optional<String> c = Optional.ofNullable("world");   // present

// 3. empty: explicitly empty
Optional<Integer> empty = Optional.empty();

System.out.println(a.isPresent()); // true
System.out.println(b.isPresent()); // false
System.out.println(c.isEmpty());   // false

isPresent 与 isEmpty

isPresent() 在存在值时返回真。isEmpty()（Java 11 及更高版本）在逻辑上与它相反。

import java.util.Optional;

Optional<String> opt = Optional.of("Java");

System.out.println(opt.isPresent()); // true
System.out.println(opt.isEmpty());   // false

Optional<String> empty = Optional.empty();
System.out.println(empty.isPresent()); // false
System.out.println(empty.isEmpty());   // true

// Prefer ifPresent() over if (isPresent()) get() — more readable
opt.ifPresent(v -> System.out.println(v.toUpperCase())); // JAVA

谨慎使用 get()

get() 返回值；如果不存在值，则抛出 NoSuchElementException。未经事先检查，绝不要调用它。

import java.util.Optional;

Optional<String> opt = Optional.of("present");
System.out.println(opt.get()); // present

Optional<String> empty = Optional.empty();
try {
    empty.get(); // NoSuchElementException!
} catch (java.util.NoSuchElementException e) {
    System.out.println("No value!");
}

// Better pattern: always use orElse/orElseGet/orElseThrow
// instead of isPresent() + get()

orElse 与 orElseGet

orElse(default) 在为空时返回默认值。orElseGet(supplier) 会延迟调用 supplier，因此更适合计算开销较大的默认值。

import java.util.Optional;

Optional<String> plan = Optional.empty();

// orElse: default value always evaluated
String basic = plan.orElse("FREE");
System.out.println(basic); // FREE

// orElseGet: supplier only called when empty (lazy)
String lazy = plan.orElseGet(() -> {
    System.out.println("Computing default...");
    return "FREE";
});
System.out.println(lazy); // Computing default... FREE

// When present, orElseGet supplier is NOT called
Optional.of("PRO").orElseGet(() -> {
    System.out.println("Not called!");
    return "FREE";
}); // silent — present, no computation needed

orElseThrow

orElseThrow() 在为空时抛出 NoSuchElementException 或自定义异常。当缺失确实表示错误时，请使用它。

import java.util.Optional;

Optional<String> userId = Optional.empty();

// Default: throws NoSuchElementException
try {
    userId.orElseThrow();
} catch (java.util.NoSuchElementException e) {
    System.out.println("Empty!");
}

// Custom exception
try {
    userId.orElseThrow(() -> new IllegalStateException("User ID required"));
} catch (IllegalStateException e) {
    System.out.println(e.getMessage()); // User ID required
}

ifPresent 与 ifPresentOrElse

这些方法让您无需提取值即可对其执行操作。它们适合处理副作用。

import java.util.Optional;

Optional<String> username = Optional.of("alice");

// ifPresent: callback only when present
username.ifPresent(u -> System.out.println("Welcome, " + u));
// Welcome, alice

Optional<String> missing = Optional.empty();

// ifPresentOrElse (Java 9+): callback or else action
missing.ifPresentOrElse(
    u -> System.out.println("Hello " + u),
    () -> System.out.println("Anonymous user")
);
// Anonymous user

检查 String 是否存在

一个常见用例是：当配置字符串不存在或为空白时，返回默认值。

import java.util.Optional;

static Optional<String> getConfig(String key) {
    // Simulate config lookup
    return Optional.ofNullable(System.getenv(key));
}

String port = getConfig("PORT").orElse("8080");
String host = getConfig("HOST").orElse("localhost");

System.out.println("Server: " + host + ":" + port);
// Server: localhost:8080 (when env vars not set)

使用 Optional.or() 提供备用 Optional

or()（Java 9 及更高版本）在 Optional 存在值时返回它本身，否则返回 supplier 提供的另一个 Optional。

import java.util.Optional;

static Optional<String> findInCache(String key)   { return Optional.empty(); }
static Optional<String> findInDatabase(String key) { return Optional.of("Alice"); }

Optional<String> result = findInCache("user:1")
    .or(() -> findInDatabase("user:1"));

System.out.println(result.get()); // Alice

// Useful for fallback chains:
Optional<String> value = Optional.empty()
    .or(() -> Optional.empty())
    .or(() -> Optional.of("final fallback"));
System.out.println(value.get()); // final fallback

使用 filter 进行条件检查

filter(predicate) 仅在值满足 predicate 时保留该值，否则返回 empty。

import java.util.Optional;

Optional<Integer> age = Optional.of(17);

Optional<Integer> adult = age.filter(a -> a >= 18);
System.out.println(adult.isPresent()); // false (17 is not >= 18)

Optional<Integer> age2 = Optional.of(25);
Optional<Integer> adult2 = age2.filter(a -> a >= 18);
System.out.println(adult2.get()); // 25

// Chain: find active premium user
Optional<User> premiumActive = findUser(id)
    .filter(u -> "PRO".equals(u.plan()))
    .filter(u -> u.isActive());

实践：使用备用方案查找用户

在真实的用户查找场景中组合使用 isPresent、orElse 和 ifPresentOrElse。

import java.util.Optional;

record User(long id, String name, String email) {}

static Optional<User> findById(long id) {
    return id == 1 ? Optional.of(new User(1, "Alice", "alice@co.com"))
                   : Optional.empty();
}

static void displayUser(long id) {
    findById(id).ifPresentOrElse(
        u -> System.out.println("Found: " + u.name() + " <" + u.email() + ">"),
        () -> System.out.println("User " + id + " not found")
    );
}

displayUser(1);  // Found: Alice <alice@co.com>
displayUser(99); // User 99 not found

快速检查

orElseGet() 与 orElse() 的区别是什么？

回顾：创建和检查 Optional

关键要点：

  • Optional.of() 要求值非空；Optional.ofNullable() 接受空值
  • isPresent() / isEmpty() 用于检查值是否存在；避免未经检查就调用 get()
  • 使用 orElse() 提供开销较小的默认值；使用 orElseGet() 提供需要计算且开销较大的默认值
  • 当缺失表示错误时使用 orElseThrow()
  • 使用 ifPresent() 和 ifPresentOrElse() 处理副作用，无需提取值
  • filter() 仅在 predicate 通过时保留值；or() 用于串联备用 Optional

常见问题解答

「创建和检查 Optional」课时是免费的吗？

是的 — 「创建和检查 Optional」的完整文本可在网页上免费阅读。要进行交互式练习（内置代码编辑器和全天候 AI 导师）并解锁 Java Academy 课程的其余内容，请升级到 CoddyKit PRO。 Java Academy 课程共包含 4 节课。

「创建和检查 Optional」这节课中我会学到什么？

安全地使用 Optional.of、ofNullable、empty、isPresent、isEmpty 和 get 你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 Java Academy，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

学习 Java Academy 需要有经验吗？

无需任何先前经验。CoddyKit 上的 Java Academy 课程适合初学者到高级学习者，你可以从这里开始或从头开始，按照自己的节奏学习。 这是第 2 节课，共 4 节。

「创建和检查 Optional」课时需要多长时间？

大多数 CoddyKit 课程大约需要 5–10 分钟。每节课都很精短且互动，所以你能稳步进步，并在网页和应用中从离开的地方继续。

我能在这节 Java Academy 课中编写并运行代码吗？

能。每节 Java Academy 课都包含内置代码编辑器，你可以在浏览器中直接编写并运行真实代码，并获得即时 AI 反馈 — 无需本地设置。

此课程中的所有课时

  1. Optional 为何存在
  2. 创建和检查 Optional
  3. 转换 Optional：map 与 flatMap
  4. Optional 最佳实践
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