使用Optional處理NullPointerException

定義

NPE 是嘗試使用空引用時發生的運行時異常。 JVM 拋出此異常是為了防​​止取消引用空指針，這可能會導致程式崩潰。

常見原因

基本範例

String name = null;
int length = name.length(); // NPE thrown here

在這裡，我們嘗試呼叫空引用上的方法。變數名不包含對象，因此我們無法呼叫 length()。

嵌套物件範例

class User {
    Address address;
}
class Address {
    String street;
}

User user = new User();
String street = user.address.street; // NPE: address is null

這顯示了巢狀物件存取如何失敗。當使用者存在時，地址為空，因為我們還沒有初始化它。

集合範例

List<String> items = null;
items.add("item"); // NPE

集合應在使用前初始化。最好初始化為空：List items = new ArrayList();

可選用法解釋

基本可選鏈

Optional<User> user = Optional.of(new User());
String street = user
    .flatMap(User::getAddress)  // Converts User to Optional<Address>
    .map(Address::getStreet)    // Converts Address to Optional<String>
    .orElse("Unknown");         // Provides default if null

這用流暢的 API 取代了巢狀的空檢查。每個步驟都會安全地處理潛在的空值。

地圖和濾鏡

Optional<String> upperStreet = Optional.ofNullable(user)
    .filter(u -> u.getName() != null)  // Only proceed if name exists
    .map(User::getName)                // Get the name
    .map(String::toUpperCase);         // Transform it

這顯示如何在安全處理空值的同時轉換值。

預設值

String result = Optional.ofNullable(someString)
    .orElse("default");

一種提供後備值而不是空檢查的乾淨方法。

條件執行

Optional.ofNullable(user)
    .ifPresent(u -> System.out.println(u.getName()));

僅當值存在時才執行程式碼，取代 if-not-null 檢查。

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