我已经使用Java 8 6个多月了,我对新的API变化非常满意。我仍然不确定的一个领域是什么时候使用Optional。我似乎在想要在任何地方使用它之间摇摆,有些东西可能是空的,而根本没有。

似乎在很多情况下我都可以使用它,但我不确定它是否会增加好处(可读性/零安全性),还是只会导致额外的开销。

所以,我有几个例子,我对社区对Optional是否有益的想法很感兴趣。

1 -当方法可以返回null时,作为一个公共方法返回类型:

public Optional<Foo> findFoo(String id);

2 -当参数可以为空时,作为方法参数:

public Foo doSomething(String id, Optional<Bar> barOptional);

3 -作为bean的可选成员:

public class Book {

  private List<Pages> pages;
  private Optional<Index> index;

}

4 -收集:

总的来说,我不认为:

List<Optional<Foo>>

添加任何东西-特别是因为一个人可以使用过滤器()删除空值等,但在集合中有任何可选的好用途吗?

有我错过的案子吗?


当前回答

虽然我来晚了,但无论如何,我还是想多说几句。它们违背了Optional的设计目标,Stuart Marks的回答很好地总结了这一点,但我仍然相信它们的有效性。

到处使用Optional

在一般情况下

我写了一篇关于使用Optional的完整博客文章,但它基本上可以归结为:

在设计类时,尽可能避免可选性 在所有其余的情况下,默认应该使用Optional而不是null 可能会有例外: 局部变量 返回值和参数给私有方法 性能关键代码块(不用猜测,使用分析器)

前两个异常可以减少在Optional中包装和解包装引用的开销。它们的选择使得null对象永远不能合法地将边界从一个实例传递到另一个实例。

注意,这几乎不允许集合中出现可选项,这几乎和null一样糟糕。千万别这么做。;)

关于你的问题

是的。 如果没有重载选项,则是。 如果没有其他方法(子类化、装饰……),可以。 请不!

优势

这样做可以减少代码库中null的存在,但并不能根除它们。但这还不是重点。还有其他重要的优势:

澄清意图

使用Optional清楚地表示变量是可选的。任何代码的读者或API的消费者都会被这样的事实所迷惑,即可能没有任何内容,在访问值之前必须进行检查。

消除不确定性

如果没有Optional,空值的含义是不清楚的。它可以是状态的合法表示(参见Map.get),也可以是缺少初始化或初始化失败等实现错误。

随着Optional的持续使用,这种情况发生了巨大的变化。在这里,null的出现已经表明存在bug。(因为如果允许缺少该值,则会使用Optional。)这使得调试空指针异常变得容易得多,因为这个空指针的含义问题已经得到了回答。

更多空检查

既然没有任何东西可以再为空,这就可以在任何地方强制执行。无论是使用注释、断言还是普通检查,您都不必考虑这个参数或那个返回类型是否可以为空。它不能!

缺点

当然,没有什么灵丹妙药……

性能

将值(尤其是原语)包装到额外的实例中会降低性能。在紧密循环中,这可能会变得明显,甚至更糟。

请注意,编译器可能能够规避可选项的短生命周期的额外引用。在Java 10中,值类型可能会进一步减少或消除惩罚。

序列化

可选的是不可序列化的,但解决方案不是太复杂。

不变性

由于Java中泛型类型的不变性,当实际值类型被推入泛型类型参数时,某些操作变得很麻烦。这里给出了一个例子(参见“参数多态”)。

其他回答

下面是一些你可以在Optional<T>实例上执行的方法:

地图 平面地图 或者其他 orElseThrow ifPresentOrElse 获取

以下是你可以在null上执行的所有方法:

(没有)

这实际上是一个苹果和橙子的比较:Optional<T>是一个对象的实际实例(除非它是null…但这可能是一个错误),而null是一个中止的对象。对于null,您所能做的就是检查它实际上是否为空。所以如果你喜欢在对象上使用方法,Optional<T>适合你;如果您喜欢在特殊的字面量上进行分支,那么null是适合您的。

Null不构成。您不能简单地组合一个只能进行分支的值。但是Optional<T>确实作曲。

例如,您可以使用map创建任意长的“如果非空则应用此函数”链。或者,您可以有效地使用ifPresent创建一个命令代码块,如果可选值非空,则使用该可选值。或者你可以通过使用ifPresentOrElse来创建一个“if/else”,如果非空则使用非空可选参数,否则执行其他代码。

在这一点上,我们遇到了我认为语言的真正局限性:对于非常命令式的代码,你必须将它们包装在lambdas中,并将它们传递给方法:

    opt.ifPresentOrElse(
            string -> { // if present...
                // ...
            }, () -> { // or else...
                // ...
            }
    );

这对某些人来说可能不够好,就风格而言。

如果Optional<T>是一个可以进行模式匹配的代数数据类型(这显然是伪代码:

    match (opt) {
        Present(str) => {
            // ...
        }
        Empty =>{
            // ...
        }
    }

总之,总结一下:Optional<T>是一个非常健壮的空或现对象。Null只是一个哨兵值。

主观上忽视了原因

There seems to be a few people who effectively argue that efficiency should determine whether one should use Optional<T> or branch on the null sentinel value. That seems a bit like making hard and fast rules on when to make objects rather than primitives in the general case. I think it’s a bit ridiculous to use that as the starting point for this discussion when you’re already working in a language where it’s idiomatic to make objects left-and-right, top to bottom, all the time (in my opinion).

Optional与Iterator设计模式的不可修改实例具有类似的语义:

它可能引用也可能不引用对象(如isPresent()所给出的) 如果它确实引用了一个对象,则可以解除引用(使用get()) 但是它不能被提升到序列中的下一个位置(它没有next()方法)。

因此,在您以前可能考虑使用Java迭代器的情况下,请考虑返回或传递一个Optional。

Oracle教程:

Optional的目的不是替换代码库中的每一个空引用,而是帮助设计更好的api,使用户可以通过读取方法的签名来判断是否需要一个可选值。此外,Optional强制您主动展开Optional以处理缺少值的情况;因此,可以保护代码不受意外空指针异常的影响。

Optional的主要设计目标是为函数返回值提供一种方法,以指示没有返回值。请看这个讨论。这允许调用方继续一连串流畅的方法调用。

这与OP问题中的用例#1最接近。尽管,缺少值是比null更精确的表述,因为像IntStream。findFirst永远不能返回null。


对于用例#2,将一个可选参数传递给一个方法,这可以实现,但相当笨拙。假设您有一个方法,它接受一个字符串,后面跟着一个可选的第二个字符串。接受Optional作为第二个参数将导致如下代码:

foo("bar", Optional.of("baz"));
foo("bar", Optional.empty());

即使接受null也更好:

foo("bar", "baz");
foo("bar", null);

最好的方法是有一个重载方法,接受单个字符串参数,并为第二个参数提供默认值:

foo("bar", "baz");
foo("bar");

这确实有局限性,但它比上面任何一种都要好得多。

用例#3和#4,在类字段或数据结构中使用Optional,被认为是对API的滥用。首先,它违背了上文所述的Optional的主要设计目标。其次,它不会增加任何价值。

处理Optional中缺少值的方法有三种:提供替代值、调用函数提供替代值或抛出异常。如果你要存储到一个字段中,你会在初始化或赋值时这样做。如果您正在向列表中添加值,如OP所述,您可以选择不添加值,从而“平坦化”缺少的值。

我相信有人会想出一些人为的例子,他们确实想在字段或集合中存储Optional,但通常情况下,最好避免这样做。

在java中,除非你沉迷于函数式编程,否则不要使用它们。

它们没有作为方法参数的位置(我保证有一天会有人传递给你一个空的可选参数,而不仅仅是一个空的可选参数)。

它们对返回值有意义,但它们会让客户端类继续延伸行为构建链。

FP和链在像java这样的命令式语言中几乎没有位置,因为它使调试变得非常困难,而不仅仅是阅读。当你走到这一行时,你无法知道程序的状态和意图;你必须一步一步地找出它(尽管有步骤过滤器,但通常不是你的代码和许多堆栈帧深),你必须添加大量断点,以确保它可以停止在你添加的code/lambda中,而不是简单地走if/else/call琐碎的行。

如果你想要函数式编程,选择java以外的语言,并希望你有调试它的工具。