我在许多网站上读到过,Optional应该只用作返回类型,而不能用于方法参数中。我在努力寻找一个合乎逻辑的原因。例如,我有一个逻辑,它有两个可选参数。因此,我认为这样写我的方法签名是有意义的(解决方案1):

public int calculateSomething(Optional<String> p1, Optional<BigDecimal> p2) {
    // my logic
}

许多网页指定Optional不应该用作方法参数。考虑到这一点,我可以使用下面的方法签名,并添加一个明确的Javadoc注释来指定参数可能为null,希望未来的维护者能够读取Javadoc,因此在使用参数之前总是执行null检查(解决方案2):

public int calculateSomething(String p1, BigDecimal p2) {
    // my logic
}

或者,我可以用四个公共方法替换我的方法,以提供更好的接口,并使p1和p2是可选的(解决方案3):

public int calculateSomething() {
    calculateSomething(null, null);
}

public int calculateSomething(String p1) {
    calculateSomething(p1, null);
}

public int calculateSomething(BigDecimal p2) {
    calculateSomething(null, p2);
}

public int calculateSomething(String p1, BigDecimal p2) {
    // my logic
}

现在,我尝试编写为每种方法调用这段逻辑的类的代码。我首先从另一个返回Optionals的对象检索两个输入参数,然后调用calculatessomething。因此,如果使用解决方案1,调用代码将看起来像这样:

Optional<String> p1 = otherObject.getP1();
Optional<BigInteger> p2 = otherObject.getP2();
int result = myObject.calculateSomething(p1, p2);

如果使用解决方案2,调用代码看起来像这样:

Optional<String> p1 = otherObject.getP1();
Optional<BigInteger> p2 = otherObject.getP2();
int result = myObject.calculateSomething(p1.orElse(null), p2.orElse(null));

如果应用解决方案3,我可以使用上面的代码,也可以使用下面的代码(但它的代码明显更多):

Optional<String> p1 = otherObject.getP1();
Optional<BigInteger> p2 = otherObject.getP2();
int result;
if (p1.isPresent()) {
    if (p2.isPresent()) {
        result = myObject.calculateSomething(p1, p2);
    } else {
        result = myObject.calculateSomething(p1);
    }
} else {
    if (p2.isPresent()) {
        result = myObject.calculateSomething(p2);
    } else {
        result = myObject.calculateSomething();
    }
}

所以我的问题是:为什么使用可选项作为方法参数被认为是不好的做法(参见解决方案1)?对我来说,这看起来是最易读的解决方案,并且对于未来的维护者来说,参数可以是空的/null是最明显的。(我知道Optional的设计者只打算将其用作返回类型,但我找不到在这种情况下不使用它的任何逻辑理由)。


当前回答

所以,如果你允许这个双关语,甲骨文发出了一个预言:

除函数返回值外,不应使用Optional。

我很喜欢到目前为止大多数的答案都与甲骨文的预言一致,在这个问题中提到的“许多网站”中,它在互联网上毫无疑问地重复着。这是非常典型的堆栈溢出:如果某件事据称应该是某种方式,你问为什么它应该是这样,几乎每个人都会给出原因;几乎没有人会质疑事实上是否应该如此。

所以,这里有一个不同的意见:

您可以使用Optional从代码库中完全消除null。

我曾经在一个100k行代码的项目中做到过。它工作。

If you decide to go along this path, then you will need to be thorough, so you will have a lot of work to do. The example mentioned in the accepted answer with Optional.ofNulable() should never occur, because if you are thorough, then you should never have anything returning null, and therefore no need for Optional.ofNullable(). In that 100k-lines-of-code project that I mentioned above, I have only used Optional.ofNullable() a couple of times when receiving results from external methods that I have no control over.

此外,如果您决定沿着这条路径走,您的解决方案将不是性能最好的解决方案,因为您将分配大量的可选选项。然而:

这只是运行时性能开销方面的缺点。 这并不是一个严重的劣势。 这是Java的问题,不是你的问题。

让我来解释一下最后一部分。

Java不像c#那样提供显式的引用类型可空性(从8.0版开始),所以在这方面它是劣势。(我说的是“在这方面”;在其他方面,Java更好;但现在这已经跑题了。)

对于引用类型的显式空性,唯一合适的替代方法是可选类型。

(它甚至可以说是稍微好一点,因为使用Optional你可以指明Optional -of- Optional,如果你必须,而使用显式的nullability你不能有ReferenceType??,或者至少你不能在c#中实现。)

可选的不需要增加开销,它只在Java中这样做。这是因为Java也不像c#和Scala那样支持真正的值类型。在这方面,Java远远不如这些语言。(再说一次,我说的是“在这方面”;在其他方面,Java更好;但现在这已经跑题了。)如果Java确实支持真值类型,那么Optional将被实现为单个机器单词,这意味着使用它的运行时开销将为零。

所以,问题归结起来就是:你想在你的代码中完美的清晰和类型安全,还是你更喜欢最大的性能?我相信对于高级语言(Java当然是其中之一),这个问题很久以前就解决了。

其他回答

也许我会引起一堆反对票和负面评论,但是……我站不起来了。

免责声明:我在下面写的并不是对最初问题的回答,而是我对这个话题的想法。它的唯一来源是我的想法和经验(使用Java和其他语言)。

首先让我们看看,为什么会有人喜欢使用可选?

对我来说,原因很简单:与其他语言不同,java没有内置的功能来定义变量(或类型)为空或非空。所有“object”变量都是可空的,而所有基元类型都不是。为了简单起见,在进一步的讨论中不要忽略原始类型,因此我将简单地声明所有变量都是可空的。

为什么需要将变量声明为可空/非可空?我的理由是:显式总是比隐式好。此外,显式修饰(例如注释或类型)可以帮助静态分析器(或编译器)捕获一些与空指针相关的问题。

Many people argue in the comments above, that functions do not need to have nullable arguments. Instead overloads should be used. But such statement is only good in a school-book. In real life there are different situations. Consider class, which represents settings of some system, or personal data of some user, or in fact any composite data-structure, which contains lots of fields - many of those with repeated types, and some of the fields are mandatory while others are optional. In such cases inheritance/constructor overloads do not really help.

随机的例子:假设,我们需要收集关于人的数据。但有些人不想提供所有的数据。当然这是POD,基本上是type with value-semantics,所以我希望它或多或少是不可变的(没有setter)

class PersonalData {
    private final String name; // mandatory
    private final int age; // mandatory
    private final Address homeAddress; // optional
    private final PhoneNumber phoneNumber; // optional. Dedicated class to handle constraints
    private final BigDecimal income; // optional.
    // ... further fields

    // How many constructor- (or factory-) overloads do we need to handle all cases
    // without nullable arguments? If I am not mistaken, 8. And what if we have more optional
    // fields?

    // ...
}

因此,IMO上面的讨论表明,即使大多数情况下我们可以在没有可空参数的情况下生存,但有时它实际上是不可行的。

现在我们来看看问题:如果一些参数是可空的,而另一些不是,我们怎么知道是哪个?

方法1:所有参数都是可空的(根据java标准,除了基本类型)。所以我们检查了所有的。

结果:代码中充斥着检查,而这些检查大多是不需要的,因为正如我们上面所讨论的,几乎所有时候我们都可以使用可空变量,只有在极少数情况下才需要“可空变量”。

方法2:使用文档和/或注释来描述,哪些参数/字段是可空的,哪些不是。

结果:它实际上不起作用。人们懒得写和读文档。此外,最近的趋势是,我们应该避免编写文档,而倾向于使代码本身自描述。此外,所有关于修改代码和忘记修改文档的理由仍然有效。

Approach 3: @Nullable @NonNull etc... I personally find them to be nice. But there are certain disadvantages : (e.g. they are only respected by external tools, not the compiler), the worst of which is that they are not standard, which means, that 1. I would need to add external dependency to my project to benefit from them, and 2. The way they are treated by different systems are not uniform. As far as I know, they were voted out of official Java standard (and I don't know if there are any plans to try again).

方法4:可选<>。缺点已经在其他评论中提到,其中最糟糕的是(IMO)性能惩罚。它还添加了一些样板文件,尽管我个人认为,使用Optional.empty()和Optional.of()并不是那么糟糕。优点是显而易见的:

它是Java标准的一部分。 对于代码的读者(或API的用户)来说,这些参数可能是空的。此外,它还强制API的用户和方法的开发人员通过显式地包装/展开值来确认这一事实(当使用@Nullable等注释时,情况并非如此)。

所以在我看来,任何方法论都不存在非黑即白的问题,包括这个方法。我个人总结了以下准则和约定(仍然不是严格的规则):

在我自己的代码中,所有变量都必须为非空(但可能是Optional<>)。 如果我有一个方法与一个或两个可选参数,我尝试重新设计它使用重载,继承等。 如果我不能在合理的时间内找到解决方案,我就会开始考虑性能是否关键(即是否有数百万个对象需要处理)。通常情况并非如此。 如果不是,我使用Optional作为参数类型和/或字段类型。

但仍有一些灰色地带,在那里这些惯例并不奏效:

我们需要高性能(例如,处理大量数据,因此总执行时间非常长,或者吞吐量非常关键的情况)。在这种情况下,由Optional引入的性能惩罚可能真的是不需要的。 我们在代码的边界上,这些代码是我们自己写的,例如:我们从DB、Rest Endpoint、解析文件等读取。 或者我们只是使用一些外部库,它们不遵循我们的约定,所以,我们应该再次小心……

顺便说一下,后两种情况也可以作为可选字段/参数的需求来源。例如,当数据的结构不是我们自己开发的,而是由一些外部接口,db-schema等强加的……

最后,我认为,人们应该思考正在解决的问题,并尝试找到合适的工具。如果Optional<>是合适的,那么我认为没有理由不使用它。

Edit: Approach 5: I used this one recently, when I could not use Optional. The idea is simply to use naming convention for method arguments and class variables. I used "maybe"-prefix, so that if e.g. "url" argument is nullable, then it becomes maybeUrl. The advantage is that it slightly improves understandability of the intent (and does not have disadvantages of other approaches, like external dependencies or performance penalty). But there are also drawbacks, like: there is no tooling to support this convention (your IDE will not show you any warning, if you access "maybe"-variable without first checking it). Another problem is that it only helps, when applied consistently by all people working on the project.

所以,如果你允许这个双关语,甲骨文发出了一个预言:

除函数返回值外,不应使用Optional。

我很喜欢到目前为止大多数的答案都与甲骨文的预言一致,在这个问题中提到的“许多网站”中,它在互联网上毫无疑问地重复着。这是非常典型的堆栈溢出:如果某件事据称应该是某种方式,你问为什么它应该是这样,几乎每个人都会给出原因;几乎没有人会质疑事实上是否应该如此。

所以,这里有一个不同的意见:

您可以使用Optional从代码库中完全消除null。

我曾经在一个100k行代码的项目中做到过。它工作。

If you decide to go along this path, then you will need to be thorough, so you will have a lot of work to do. The example mentioned in the accepted answer with Optional.ofNulable() should never occur, because if you are thorough, then you should never have anything returning null, and therefore no need for Optional.ofNullable(). In that 100k-lines-of-code project that I mentioned above, I have only used Optional.ofNullable() a couple of times when receiving results from external methods that I have no control over.

此外,如果您决定沿着这条路径走,您的解决方案将不是性能最好的解决方案,因为您将分配大量的可选选项。然而:

这只是运行时性能开销方面的缺点。 这并不是一个严重的劣势。 这是Java的问题,不是你的问题。

让我来解释一下最后一部分。

Java不像c#那样提供显式的引用类型可空性(从8.0版开始),所以在这方面它是劣势。(我说的是“在这方面”;在其他方面,Java更好;但现在这已经跑题了。)

对于引用类型的显式空性,唯一合适的替代方法是可选类型。

(它甚至可以说是稍微好一点,因为使用Optional你可以指明Optional -of- Optional,如果你必须,而使用显式的nullability你不能有ReferenceType??,或者至少你不能在c#中实现。)

可选的不需要增加开销,它只在Java中这样做。这是因为Java也不像c#和Scala那样支持真正的值类型。在这方面,Java远远不如这些语言。(再说一次,我说的是“在这方面”;在其他方面,Java更好;但现在这已经跑题了。)如果Java确实支持真值类型,那么Optional将被实现为单个机器单词,这意味着使用它的运行时开销将为零。

所以,问题归结起来就是:你想在你的代码中完美的清晰和类型安全,还是你更喜欢最大的性能?我相信对于高级语言(Java当然是其中之一),这个问题很久以前就解决了。

首先,如果你使用方法3,你可以用下面的代码替换最后14行代码:

int result = myobject . calculatessomething (p1.orElse(null), p2.orElse(null));

您编写的四个变体是方便的方法。你应该只在更方便的时候使用它们。这也是最好的方法。这样,API就非常清楚哪些成员是必要的,哪些不是。如果你不想写四个方法,你可以通过参数的命名来澄清:

(String p1OrNull, BigDecimal p2OrNull)

这样,就很清楚允许空值。

p1.orElse(null)的使用说明了我们的代码在使用Optional时是多么冗长,这也是我避免使用它的部分原因。Optional是为函数式编程而编写的。流需要它。你的方法可能永远不应该返回Optional,除非在函数式编程中有必要使用它们。有一些方法,如option . flatmap()方法,需要对返回Optional的函数的引用。这是它的签名:

public <U>可选<U> flatMap(Function<?超级T, ?扩展了可选的< ?扩展U>>映射器)

这通常是编写返回Optional的方法的唯一理由。但即使在那里,也可以避免。您可以将一个不返回Optional的getter传递给flatMap()这样的方法,方法是将它包装在另一个将函数转换为正确类型的方法中。包装器方法看起来像这样:

public static <T, U> Function<? super T, Optional<U>> optFun(Function<T, U> function) {
    return t -> Optional.ofNullable(function.apply(t));
}

假设你有一个这样的getter:

你不能像这样把它传递给flatMap:

opt.flatMap(Widget::getName) //不工作!

但你可以这样传递:

opt.flatMap(小部件::getter) //工作得很好!

在函数式编程之外,应该避免使用可选项。

Brian Goetz说得很好:

将Optional添加到Java的原因是:

return Arrays.asList(enclosingInfo.getEnclosingClass().getDeclaredMethods())
    .stream()
    .filter(m -> Objects.equals(m.getName(), enclosingInfo.getName())
    .filter(m ->  Arrays.equals(m.getParameterTypes(), parameterClasses))
    .filter(m -> Objects.equals(m.getReturnType(), returnType))
    .findFirst()
    .getOrThrow(() -> new InternalError(...));

比这个更干净:

Method matching =
    Arrays.asList(enclosingInfo.getEnclosingClass().getDeclaredMethods())
    .stream()
    .filter(m -> Objects.equals(m.getName(), enclosingInfo.getName())
    .filter(m ->  Arrays.equals(m.getParameterTypes(), parameterClasses))
    .filter(m -> Objects.equals(m.getReturnType(), returnType))
    .getFirst();
if (matching == null)
  throw new InternalError("Enclosing method not found");
return matching;

我认为这是因为您通常编写函数来操作数据,然后使用map和类似的函数将其提升为可选。这将添加默认的可选行为。 当然,在某些情况下,有必要编写自己的可用于Optional的辅助函数。

在一些涉及protobufs或在配置对象中设置字段的用例中,使用Optional作为参数可能很有用。

public void setParameters(Optional<A> op1, Optional<B> op2) {
    ProtoRequest.Builder builder = ProtoRequest.newBuilder();
    op1.ifPresent(builder::setOp1);
    op2.ifPresent(builder::setOp2);
...
}

我认为在这种情况下,使用可选参数可能会很有用。接收原型请求的API将处理不同的字段。 如果函数没有对这些参数进行额外的计算,那么使用Optional可能会更简单。

public void setParameters(A op1, B op2) {
    ProtoRequest.Builder builder = ProtoRequest.newBuilder();
    if (op1 != null) {
        builder.setOp1(op1);
    }
    if (op2 != null) {
        builder.setOp2(op2);
    }
...
}