作为 Java 开发人员，我们都遇到过臭名昭著的 NullPointerException (NPE)。就像聚会上的不速之客，在最意想不到的时候出现并引起各种麻烦。但不要害怕！ Java 8 引入了一个强大的工具来帮助我们处理这个麻烦：Optional 类。
在本指南中，我们将通过一系列实际示例来探索Optional。我们将从基础知识开始，逐步学习更高级的技术。最后，您将深入了解如何使用Optional来编写更安全、更具表现力的Java代码。
让我们首先看一个常见的场景：在列表中查找学生。我们将首先了解传统方法，然后我们将了解Optional如何改进我们的代码。
让我们来分解一下。在我们的TraditionalStudentFinder 中，我们使用一个常见的模式：当我们找不到我们要查找的内容时返回null。这看起来很无辜，但实际上它是我们代码中的一颗定时炸弹。
当我们尝试使用结果时，问题就出现了。看一下主要方法。我们正在搜索“David”，但他不在我们的列表中。当我们尝试打印找到的学生的名字时，繁荣！我们得到一个 NullPointerException。
问题的根源是我们的 findStudent 方法的签名没有给出任何暗示它可能不会返回学生。很容易忘记检查 null，从而导致难以追踪的运行时错误。
现在，让我们看看如何使用Optional 来改进这一点。
示例2：引入Optional
现在好多了！让我们来看看我们所做的更改。
首先，请注意我们的 findStudent 方法现在返回一个可选的
在方法内部，当我们找到一个学生时，我们使用Optional.of(s)来包装学生，当我们没有找到时，我们使用Optional.empty()。这明确代表了我们搜索的两种可能结果。
真正的魔力发生在 main 方法中。我们使用 ifPresentOrElse 方法来处理两种情况：找到学生时和未找到学生时。不再有 NullPointerException！
这种方法迫使我们考虑可能找不到学生的情况。它使我们的代码更加健壮和自记录。阅读此代码的任何人都会立即明白，不能保证找到学生。
现在我们已经掌握了基础知识，让我们探索Optional的一些更高级的功能。这些技术将帮助您编写更简洁、更具表现力的代码。
示例 3：使用 map() 转换值
在这个例子中，我们引入了Optional的map()方法。将map()视为一种转换Optional内容的方法，而不用担心它是否为空。
首先，请注意我们如何使用流简化 findStudent 方法。这是创建可选
有趣的部分是我们如何使用map()。我们选择我们的可选<学生>并将其转换为可选的
这很强大，因为它允许我们以空安全的方式链接操作。我们可以转换Optional的内容，而无需显式的null检查或if语句。
最后，我们使用 ifPresent() 仅在大写名称存在时才打印它。这种 map() 后跟 ifPresent() 的模式在使用Optional 时非常常见。
示例 4：使用 flatMap() 进行链接操作
现在我们正在使用 flatMap() 冒险进入更复杂的领域。当您有一系列操作且每个操作都返回一个可选值时，此方法特别有用。
在此示例中，我们尝试查找学生注册的课程的标题。请注意，我们有两个返回可选值的方法：findStudent() 和 getEnrolledCourse()。
魔法发生在这一行：
我们从寻找学生开始。如果我们找到了，我们就会寻找他们注册的课程。如果我们找到一门课程，我们就会得到它的标题。在这个链中的任何一点，如果我们没有找到我们正在寻找的东西，我们最终都会得到一个空的Optional。
为什么使用 flatMap() 而不是 map()？如果我们使用map()，我们最终会得到一个嵌套的Optional（Optional
这种模式对于处理每一步可能不会产生结果的操作链来说非常强大。它使我们能够以非常干净、可读的方式表达复杂的操作。
随着我们深入研究Optional，我们将探索一些更高级的技术，帮助您编写更健壮、更具表现力的代码。
示例 5：组合多个选项
在这个高级示例中，我们正在使用多个可选对象。我们有一个方法calculateAverageGrade，它接受两个Optional参数并返回一个Optional
这里的关键是我们如何链接 flatMap 操作来处理两个可选输入。这确保了只有在学生和课程都存在的情况下才计算平均成绩。如果其中一个缺失，我们最终会得到一个空的可选值。
当您需要执行依赖于多个可选值的操作时，此模式非常有用。它允许您以干净、实用的风格处理所有可能的存在/缺席组合。
示例 6：在 Streams 中使用Optional
这个示例展示了Optional如何与Java流无缝集成。我们在这里执行两项操作：
计算20岁以上学生的平均年龄。
找到年龄最大的学生。
在第一个操作中，如果没有找到超过 20 岁的学生，我们使用 orElse(0.0) 提供默认值。这是处理流操作的可选结果时的常见模式。
为了找到最年长的学生，我们使用reduce来比较学生，这会返回一个Optional
这些示例演示了如何在更复杂的场景中有效使用Optional，特别是在使用流和处理多个可选值时。
结论：拥抱可选以实现更安全的代码
我们已经从Optional的基础知识到它的一些更高级的用途。到现在为止，您应该看到Optional不仅仅是一个空检查替代品——它是一个强大的工具，可以用来编写更具表现力、更安全的Java代码。
请记住，Optional 的目标不仅仅是避免空检查，而是迫使我们思考和处理值可能不存在的情况。它使我们的 API 更加诚实，我们的代码更加健壮。
当您继续 Java 之旅时，请在您的工具包中保留Optional。当返回可能并不总是存在的值时使用它，并利用它的方法来编写更干净、更函数式的代码。当未来的你（和你的队友）遇到更少的 NullPointerException 和更多不言自明的代码时，他们会感谢你。
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记住关于可选的这些关键点：
可选不仅仅是空值检查 - 它是您获得更健壮、更具表现力的 Java 代码的途径。
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