Optionalとは？

Optionalは値がnullの可能性があることを明示的に表現するためのクラスです。
また、値がnullである場合のハンドリングを簡単にするメソッドが用意されています。

Optionalクラスの代表的なメソッド

インスタンスの生成

シグニチャ	説明
static <T> Optional empty()	値が存在しない空のOptionalインスタンスを返します。
static <T> Optional of(T value)	引数で渡された値を持つOptionalインスタンスを返します。 nullを渡すとNullPointerExceptionで実行時エラーになります。
static <T> Optional ofNullable(T value)	引数がnullならば空の、nullでないなら引数を値に持つOptionalインスタンスを返します。

OptinalSample.java

import java.util.Map;
import java.util.Optional;
import java.util.Random;

public class OptionalSample {
    // IDをキー、名前を値に持つ名簿Map
    public static final Map<Integer, String> membershipList = Map.of(1, "James", 2, "Michael");

    public static void main(String... args) {

    }

    public static Optional<String> optionalLookUpNameById(int id) {
        if(membershipList.containsKey(id)) {
            return Optional.of(membershipList.get(id));// idに対応するnameを値に持ったOptionalインスタンスを返します。
        }

        return Optional.empty(); // 空のインスタンスを返します。
    }

    public static Optional<String> nullableOptionalLookUpNameById(int id) {
        return Optional.ofNullable(membershipList.get(id)); // 存在しないidのときは空のインスタンスを返します。
    }

}

値の取得

シグニチャ	説明
T get()	Otionalが持っている値を返します。値がない場合はNoSuchElemenetExceptionをスローします。
T orElse(T other)	Optionalが持っている値を返します。値がない場合は引数otherを返します。
T orElseGet(Supplier extends T> supplierr)	Optionalが持っている値を返します。値がない場合は引数に渡したSupplier型のラムダ式が値を返します。

OptinalSample.java

Optional<String> optionalName = optionalLookUpNameById(1);
String output = optionalName.get(); // Optionalの値はget()で取り出します。
System.out.println(output); // James

Optional<String> optionalEmpty = optionalLookUpNameById(0); // キーに0が存在しないので、空のOptionalが返ります。
// name = optionalEmpty.get(); 空のOptionalから値を取り出そうとすると、NoSuchElementExceptionで実行時エラーとなります。

output = optionalEmpty.orElse("No Such Element"); // 空のOptionalインスタンスが呼び出しているので、引数に渡された値が返されます。
System.out.println(output); // No Such Element

output = optionalEmpty.orElseGet(() -> "is Empty"); // 空のOptionalインスタンスが呼び出しているので、引数渡したラムダ式が値を返します。
System.out.println(output); // is Empty

値の存在確認

シグニチャ	説明
boolean isPresent()	値が存在するときはtrue、存在しないときはfalseを返します。
boolean isEmpty()	同じインスタンスで呼び出し時、isPresent()の否定論理値を返します。

OptionalSample.java

System.out.println(optionalName.isPresent());// true
System.out.println(optionalName.isEmpty()); // false

その他

シグニチャ	説明
void ifPresent(Consumer<? super T> action)	値が存在するときのみ、値を引数に取るラムダ式actionを実行します。
<X extends Throwable> T orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier) throws X extends Throwable	値が存在するときは値を返し、値が存在しないときは引数に渡したラムダ式が生成する例外をスローします。

OptionalSample.java

optionalName.ifPresent(s -> System.out.println("名前の文字数は" + s.length() + "文字です。")); // 名前の文字数は5文字です。

Optional<String> nullableOptionalEmpty = nullableOptionalLookUpNameById(0);
try {
    nullableOptionalEmpty.orElseThrow(() -> new Exception("値が存在しません。"));
} catch (Exception e) { // 検査例外をThrowしたときはcatchしなければコンパイルエラーになります。
    System.out.println(e.getMessage()); // 値が存在しません。
}

Optionalを使わない場合

OptionalSample.java

public static String lookUpNameById(int id) {
    return membershipList.get(id);
}

public static void main(String... args) {
    // Optionalを使わない場合
    String name = lookUpNameById(1);
    System.out.println(name); // James

    String nameNull = lookUpNameById(0); // キーに0が存在しないので、nullが返ります。
    // System.out.println("名前の文字数は" + nameNull.length() + "文字です。"); コメントアウトすると、NullPointerExceptionで実行時エラーとなります。

    // 実行時エラーを避けるためにnullチェックが必要で、コードが冗長になります。
    Random random = new Random();
    int randomId = random.nextInt(3);
    String randomName = lookUpNameById(randomId);
    if(randomName == null) {
        System.out.println("指定されたidは存在しません。");
    }
    else {
        System.out.println(randomName);
    }
}

参考資料

本記事で利用しているサンプルコードはGitHubからForkしてご利用いただけます。
サンプルコード URL

Optionalの基本まとめ

Optionalとは？

Optionalクラスの代表的なメソッド

インスタンスの生成

値の取得

値の存在確認

その他

Optionalを使わない場合

参考資料