如何在基于可选值调用空方法时使用optional的map和orElseGet方法

在Java 8及以上版本中，Optional类提供了一种优雅的方式来处理可能为null的值，从而避免NullPointerException。Optional的map和orElseGet方法是处理这种情况的常用工具。

基础概念

Optional: 是一个容器对象，可能包含或不包含非空值。它提供了一系列方法来处理包装的值，使得代码更加简洁和安全。
map(Function<? super T, ? extends U> mapper): 如果存在值，则对其应用给定的映射函数，并返回一个包含结果的Optional；如果不存在值，则返回一个空的Optional。
orElseGet(Supplier<? extends T> other): 如果存在值，则返回该值；否则调用指定的供应器函数生成一个结果。

应用场景

当你有一个可能为null的对象，并且你想基于这个对象执行一些操作时，可以使用Optional来避免空指针异常。

示例代码

假设我们有一个Person类，其中有一个可选的Address字段，而Address类中有一个可选的City字段。我们想要获取城市的名称，但如果任何一层是空的，我们希望返回一个默认值。

import java.util.Optional;

class Person {
    private Optional<Address> address;

    public Person(Optional<Address> address) {
        this.address = address;
    }

    public Optional<Address> getAddress() {
        return address;
    }
}

class Address {
    private Optional<String> city;

    public Address(Optional<String> city) {
        this.city = city;
    }

    public Optional<String> getCity() {
        return city;
    }
}

public class OptionalExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个Person实例，其地址和城市都存在
        Person personWithCity = new Person(Optional.of(new Address(Optional.of("New York"))));
        
        // 创建一个Person实例，其地址存在但城市不存在
        Person personWithoutCity = new Person(Optional.of(new Address(Optional.empty())));
        
        // 创建一个Person实例，其地址不存在
        Person personWithoutAddress = new Person(Optional.empty());

        // 使用map和orElseGet方法安全地获取城市名称
        String cityName1 = personWithCity.getAddress()
                                       .map(Address::getCity)
                                       .map(city -> city.orElseGet(() -> "Unknown City"))
                                       .orElseGet(() -> "Unknown City");
        System.out.println(cityName1); // 输出: New York

        String cityName2 = personWithoutCity.getAddress()
                                            .map(Address::getCity)
                                            .map(city -> city.orElseGet(() -> "Unknown City"))
                                            .orElseGet(() -> "Unknown City");
        System.out.println(cityName2); // 输出: Unknown City

        String cityName3 = personWithoutAddress.getAddress()
                                                .map(Address::getCity)
                                                .map(city -> city.orElseGet(() -> "Unknown City"))
                                                .orElseGet(() -> "Unknown City");
        System.out.println(cityName3); // 输出: Unknown City
    }
}

解释

map方法: 首先，我们使用map方法来转换Optional<Address>为Optional<Optional<String>>。这是因为getAddress()返回一个Optional<Address>，而getCity()又返回一个Optional<String>。
再次使用map: 然后，我们再次使用map来从Optional<String>中提取城市名称，如果城市存在的话。
orElseGet方法: 如果在任何时候Optional为空，orElseGet方法会被调用，返回一个默认值"Unknown City"。

这种方法的好处是它避免了显式的null检查，使得代码更加简洁和易于理解。同时，它也提高了代码的安全性，减少了空指针异常的风险。

解决问题的思路

如果你在使用Optional的map和orElseGet方法时遇到问题，首先确保你的Optional链中的每一步都是正确的。检查是否有任何步骤可能返回一个空的Optional，并且确保你的orElseGet供应器函数能够正确处理这种情况。如果问题仍然存在，可以使用调试工具逐步跟踪Optional链的执行过程，找出具体出错的位置。