モダンなJavaの書き方④：Optional

Optional とは

Optional<T> は Java 8 で導入されたクラスで、「値が存在するかもしれないし、存在しないかもしれない」という状態を表現します。null を直接扱う代わりに Optional を使うことで、NullPointerException を防ぐ null 安全なコードを書けます。

Optional はメソッドの戻り値として使うのが主な用途です。フィールド変数や引数には使わないのが一般的なプラクティスです。

Optional の生成

Optional を生成する方法は3つあります。

Java

import java.util.Optional;

// 値が必ず存在する場合（nullを渡すとNullPointerException）
Optional<String> opt1 = Optional.of("Hello");

// 値がnullかもしれない場合（nullならemptyになる）
String value = null;
Optional<String> opt2 = Optional.ofNullable(value);

// 値が存在しない（空の）Optional
Optional<String> opt3 = Optional.empty();

System.out.println(opt1);  // Optional[Hello]
System.out.println(opt2);  // Optional.empty
System.out.println(opt3);  // Optional.empty

実行結果

Optional[Hello]
Optional.empty
Optional.empty

値の存在確認

Optional に値が入っているかどうかを確認するメソッドです。

Java

Optional<String> opt = Optional.of("Java");

// 値が存在するか確認
System.out.println(opt.isPresent());  // true
System.out.println(opt.isEmpty());    // false（Java 11以降）

Optional<String> empty = Optional.empty();
System.out.println(empty.isPresent());  // false
System.out.println(empty.isEmpty());    // true

実行結果

true
false
false
true

値の取得

Optional から値を取り出すメソッドです。

メソッド	説明
get()	値を取得する。値がなければ NoSuchElementException
orElse(other)	値があればその値、なければ other を返す
orElseGet(supplier)	値がなければ Supplier を実行して返す
orElseThrow()	値がなければ NoSuchElementException をスロー
orElseThrow(supplier)	値がなければ指定した例外をスロー

Java

Optional<String> opt   = Optional.of("Java");
Optional<String> empty = Optional.empty();

// orElse：値がなければデフォルト値を返す
System.out.println(opt.orElse("default"));    // Java
System.out.println(empty.orElse("default"));  // default

// orElseGet：値がなければSupplierを実行
System.out.println(empty.orElseGet(() -> "生成された値"));  // 生成された値

// orElseThrow：値がなければ例外をスロー
try {
    empty.orElseThrow(() -> new IllegalStateException("値がありません"));
} catch (IllegalStateException e) {
    System.out.println(e.getMessage());  // 値がありません
}

実行結果

Java
default
生成された値
値がありません

ifPresent・ifPresentOrElse

値が存在する場合にのみ処理を実行します。

Java

Optional<String> opt   = Optional.of("Java");
Optional<String> empty = Optional.empty();

// ifPresent：値がある場合のみ実行
opt.ifPresent(v -> System.out.println("値: " + v));    // 値: Java
empty.ifPresent(v -> System.out.println("値: " + v));  // 何も出力されない

// ifPresentOrElse：値がある場合とない場合で処理を分ける（Java 9以降）
opt.ifPresentOrElse(
    v -> System.out.println("存在します: " + v),
    () -> System.out.println("値がありません")
);
empty.ifPresentOrElse(
    v -> System.out.println("存在します: " + v),
    () -> System.out.println("値がありません")
);

実行結果

値: Java
存在します: Java
値がありません

map・filter による変換と絞り込み

Optional の値を変換したり条件でフィルタリングできます。Stream API と似た感覚で使えます。

Java

Optional<String> opt = Optional.of("  hello  ");

// map：値を変換する（空の場合はemptyのまま）
Optional<String> upper = opt.map(s -> s.trim().toUpperCase());
System.out.println(upper.orElse(""));  // HELLO

// filter：条件を満たさない場合はemptyになる
Optional<String> longWord = opt
    .map(String::trim)
    .filter(s -> s.length() >= 5);
System.out.println(longWord.orElse("短すぎます"));  // hello

Optional<String> shortOpt = Optional.of("hi");
Optional<String> filtered = shortOpt.filter(s -> s.length() >= 5);
System.out.println(filtered.orElse("短すぎます"));  // 短すぎます

実行結果

HELLO
hello
短すぎます

実践的なサンプル：null チェックの改善

Optional を使う前後のコードを比較します。

Java（Optional を使わない場合）

// ユーザー名の最初の文字を大文字で取得するメソッド
public static String getFirstLetterUpper(String name) {
    if (name != null && !name.isEmpty()) {
        return name.substring(0, 1).toUpperCase();
    }
    return "不明";
}

Java（Optional を使った場合）

import java.util.Optional;

// Optionalを使ったメソッド
public static String getFirstLetterUpper(String name) {
    return Optional.ofNullable(name)
                   .filter(s -> !s.isEmpty())
                   .map(s -> s.substring(0, 1).toUpperCase())
                   .orElse("不明");
}

// 使用例
System.out.println(getFirstLetterUpper("tanaka"));  // T
System.out.println(getFirstLetterUpper(""));         // 不明
System.out.println(getFirstLetterUpper(null));       // 不明

実行結果

T
不明
不明

まとめ
・Optional.ofNullable() で null かもしれない値を包む
・orElse() / orElseGet() でデフォルト値を指定する
・ifPresent() で値がある場合のみ処理を実行する
・map() / filter() でメソッドチェーンを使って変換・絞り込みができる
・メソッドの戻り値に使い、null の代わりに Optional.empty() を返すと null 安全になる

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