Java Optional【高级技巧】：自定义操作与自定义流的创建

# 1. Java Optional简介与基础使用

Java 8 引入了 Optional 类，这是为了简化空值检查而设计的一个容器对象。它能有效避免 NPE（Null Pointer Exception）异常，提高代码的可读性和可维护性。在本章中，我们将从 Optional 类的基本概念入手，逐步探索其基础使用方法。

## 1.1 Optional 类的基本概念

Optional 是一个容器对象，它可以包含也可以不包含非空值。Optional 类主要用于避免空指针异常，使得对可能为空的对象的处理变得更加优雅。使用 Optional，开发者可以显式地表达一个值可能是不存在的，这样代码的可读性也得到提高。

## 1.2 创建Optional对象

创建 Optional 实例有两种常用方法：
- `Optional.of(T value)`：创建一个包含指定值的 Optional，若 value 为 null，则抛出 NullPointerException。
- `Optional.empty()`：创建一个空的 Optional 实例，不包含任何值。

Optional<String> optional = Optional.of("Hello Optional!");
Optional<String> emptyOptional = Optional.empty();

## 1.3 访问Optional值

访问 Optional 中的值有两种方式：
- `get()`：获取 Optional 中的值，如果值不存在，将抛出 NoSuchElementException。
- `orElse(T other)` 或 `orElseGet(Supplier<? extends T> other)`：获取 Optional 中的值，如果值不存在，则返回传入的备选值。

String value = optional.get(); // 输出 "Hello Optional!"
String fallback = emptyOptional.orElse("Default Value"); // 输出 "Default Value"

在使用 Optional 时，应该遵循“宁愿显式检查，也不猜测是否为 null”的原则，这样能够减少异常的发生，使代码更加健壮。接下来，我们将深入探讨 Optional 的高级特性及其在复杂场景中的应用。

# 2. 深入理解Optional的自定义操作

Java 8引入了Optional类，它是为了减少Java开发中的空指针异常问题，提供了一种优雅的方式来表达和处理值可能为空的情况。这一章节将深入挖掘Optional的高级用法，并探讨如何通过自定义操作来进一步扩展Optional的功能。

## 2.1 Optional的高级特性

### 2.1.1 Optional.of()、Optional.ofNullable()与Optional.empty()

在使用Optional时，我们经常遇到需要创建Optional对象的场景，这时候`Optional.of()`, `Optional.ofNullable()`和`Optional.empty()`三个方法是我们的首选。

- `Optional.of(T value)`：这个方法要求传入的value不能为null，如果传入的值为null，则会抛出`NullPointerException`。
- `Optional.ofNullable(T value)`：这个方法传入的value可以为null，如果传入的值为null，则会返回一个空的Optional对象。
- `Optional.empty()`：这个方法会返回一个空的Optional对象，无论传递什么参数都会得到一个空的Optional。

Optional<String> ofOptional = Optional.of("非空值");
Optional<String> ofNullableOptional = Optional.ofNullable(null); // 这里会返回一个空的Optional对象
Optional<String> emptyOptional = Optional.empty();

### 2.1.2 Optional的map()和flatMap()方法

`map`和`flatMap`是Optional中用于处理可能存在的值的两个非常有用的工具方法。

- `map(Function<? super T,? extends U> mapper)`：如果Optional对象内有值，就对这个值应用传入的函数，否则返回一个空的Optional。
- `flatMap(Function<? super T,Optional<U>> mapper)`：与`map`类似，但要求传入的函数返回的是一个Optional对象。这允许两个Optional对象嵌套。

Optional<String> originalValue = Optional.of("Hello Optional");
Optional<String> upperCase = originalValue.map(String::toUpperCase);
Optional<Optional<String>> nestedOptional = originalValue.map(s -> Optional.of(s.toUpperCase()));

System.out.println("upperCase: " + upperCase); // upperCase: Optional[HELLO OPTIONAL]
System.out.println("nestedOptional: " + nestedOptional); // nestedOptional: Optional[Optional[HELLO OPTIONAL]]

## 2.2 Optional的自定义操作实现

### 2.2.1 实现自定义的Optional操作方法

在某些复杂的场景下，Java标准库提供的Optional方法可能无法满足需求，这时我们需要自定义Optional操作方法。

public static <T> Optional<T> ifPresentThenReturn(Optional<T> optional, Function<T, T> function) {
    return optional.isPresent() ? Optional.of(function.apply(optional.get())) : Optional.empty();
}

上面的`ifPresentThenReturn`方法接受一个Optional对象和一个函数。如果Optional对象内有值，就将这个值传递给函数处理后返回新的Optional对象；如果没有值，则返回空的Optional。

### 2.2.2 理解自定义方法的使用场景与优势

自定义Optional操作方法的优势在于，我们可以更精确地控制业务逻辑，使得代码更加清晰，并且能够复用方法来处理多种不同的操作。

## 2.3 Optional的最佳实践案例分析

### 2.3.1 处理嵌套Optional的场景

嵌套的Optional可以通过`flatMap`来处理，如果嵌套太深，会使得代码变得难以理解。

Optional<String> originalValue = Optional.of("Hello Optional");
Optional<String> nestedValue = originalValue.flatMap(value -> Optional.of(value.toUpperCase()));

### 2.3.2 与Stream API结合使用的高级技巧

结合Stream API，Optional可以用来优