328. Java Stream API - 使用 Optional 的正确姿势：为何、何时、如何使用
✅ 场景导入：为什么需要 Optional？
在日常开发中，我们常常会遇到方法可能没有返回值的情况：
- 从集合中查找不存在的元素
- 计算过程中发生异常但不希望抛出异常
- 避免返回
null导致NullPointerException
此时，如果你直接返回 null，调用者就不得不编写冗长的 null 检查逻辑。而 Optional<T> 提供了一种类型安全且语义清晰的方式来表示“可能缺失”的值。
☕ Optional 的核心作用：显式建模“值的缺失”，替代隐式的 null，让返回值更具表现力。
🧠 本质理解：Optional 是一个包装容器
Optional<T> 是一个“容器类型”，它要么包含一个非 null 的值，要么不包含任何值（即为空）。
Optional<String> name = Optional.of("Alice");
Optional<String> empty = Optional.empty();
还可以使用 Optional.ofNullable() 包装一个可能为 null 的值：
Optional<String> maybeName = Optional.ofNullable(getName());
- 如果
getName()返回的是"John"，Optional 就有值； - 如果
getName()返回的是null，则得到一个空的 Optional。
🚨 常见误区澄清：Optional 的用途有限制
⚠️ 重要设计原则：
Optional 应该用于方法的返回值，而不是字段、集合元素或参数。
❌ 不推荐的用法：
List<Optional<User>> users; // ❌ 不推荐，破坏集合一致性
Map<Key, Optional<Value>> map; // ❌ 不推荐，优先使用移除或缺省策略
Optional<String> name = null; // ❌ 不可为空，否则失去了意义
✅ 推荐的用法：
Optional<User> findUser(String username);
明确告诉调用者：这个方法可能找不到用户，你要做好处理。
🛠️ Optional 的创建方式
Optional 是一个 final 类，构造器私有，必须通过其静态工厂方法创建对象：
| 方法 | 描述 |
|---|---|
Optional.empty() | 创建一个空的 Optional |
Optional.of(value) | 包装非 null 值，若传入 null 会抛出 NullPointerException |
Optional.ofNullable(value) | 包装任意值，null 则返回空的 Optional |
Optional<String> a = Optional.empty();
Optional<String> b = Optional.of("value"); // ✅ 安全
Optional<String> c = Optional.ofNullable(null); // ✅ 空容器
🔍 使用示例：处理查找结果
Optional<String> max = Stream.of("a", "bb", "ccc")
.max(Comparator.comparingInt(String::length));
max.ifPresent(System.out::println); // 输出: ccc
这里
max()没有提供 identity 元素，结果是 Optional 类型，必须进行显式判断。
🎯 专用 Optional：数值类型的优化版本
Java 还为基本类型提供了以下专门的 Optional 类：
OptionalIntOptionalLongOptionalDouble
这些类避免了装箱/拆箱的性能开销，适用于数值计算结果：
OptionalInt max = IntStream.of(1, 2, 3).max();
max.ifPresent(System.out::println); // 输出: 3
⚠️ 注意：这些类不提供 ofNullable()，因为原始类型不能为 null。
⚖️ Optional vs Null：对比与决策
| 比较维度 | Optional | null |
|---|---|---|
| 可读性 | ✅ 语义明确 | ❌ 不明确 |
| 类型安全 | ✅ 编译器强制处理 | ❌ 易出错 |
| 可组合性 | ✅ 支持链式操作（map, flatMap, filter） | ❌ 缺乏操作能力 |
| 性能 | ⭕ 稍有开销（装箱） | ✅ 轻量但危险 |
💡 若你的方法确实可能“无返回值”，而返回 null 会导致歧义，使用
Optional是明智且现代化的设计选择。
🧪 实战建议
- ✅ 只在方法返回值中使用 Optional
- ✅ 绝不将 Optional 设置为 null
- ❌ 不要将 Optional 作为字段或参数类型
- ✅ 善用
ifPresent()、orElse()、orElseThrow()处理结果
✅ 总结
Optional是一种建模“无值”的类型安全方式- 提供三种构造方式：
empty()、of()、ofNullable() - 返回 Optional 的方法可以强制调用者进行结果处理，减少空指针异常
- 对原始类型提供了专用版本：
OptionalInt等 - 应作为 方法返回值 使用，不应存入集合或用作字段
