Java 3-2 Optional - null 을 다루는 법

Optional 이란?

📚Optional 이 무엇인지 학습해 봅시다.

• Optional 객체는 null 을 안전하게 다루게 해주는 객체입니다.

  💡null 이란?

  • null은 프로그래밍에서 값이 없음 또는 참조하지 않음 을 나타내는 키워드
  • Optional 이 왜 필요한가? - 예시를 통해 null 이 무엇인지 실습해보세요.

• null 을 직접 다루는 대신 Optional 을 사용하면 NullPointerException 을 방지할 수 있습니다.

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Optional 이 왜 필요한가?

📚Optional 이 왜 필요한지 Student 와 Camp 예시를 통해 학습해 봅시다.

• camp.getStudent() 는 null 을 반환할 수 있는 메서드입니다.
• 학생이 없는 경우 null을 반환하면 NPE(NullPointerException)가 발생합니다.
• null인 객체에서 student.getName()을 호출하는 것은 존재하지 않는 객체의 메서드를 실행하려는 것입니다.

⚠️NullPointerException 을 방지해야 하는 이유

• NPE 예외는 런타임 예외이고 컴파일러가 잡아주지 못합니다.
• 예외가 발생했을 때 처리해 주지 않으면 프로그램이 종료됩니다.

public class Student {

    // 속성
    private String name;
    
    // 생성자
    
    // 기능
    public String getName() {
        return this.name;
    }
}

public class Camp {

    // 속성
    private Student student;

    // 생성자
    
    // 기능: ⚠️ null 을 반환할 수 있는 메서드
    public Student getStudent() {
        return student;
    }
    
    public void setStudent(Student student) {
		    this.student = student;    
    }
}

public class Main {

    public static void main(String[] args) {

        Camp camp = new Camp();
        Student student = camp.getStudent(); // ⚠️ student 에는 null 이 담김
        // ⚠️ 아래 코드에서 NPE 발생! 컴파일러가 잡아주지 않음
        **String studentName = student.getName(); // 🔥** NPE 발생 -> 프로그램 종료
****        System.out.println("studentName = " + studentName);
    }
}

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NULL 을 직접 처리의 한계

📚NULL을 직접 처리할 때의 한계에 대해 학습해 봅시다.

• if문을 활용해서 null 처리를 할 수 있지만 모든 코드에서 null 이 발생할 가능성을 미리 예측하고 처리하는 것은 현실적으로 어렵습니다.

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Camp camp = new Camp();
        Student student = camp.getStudent();

        String studentName;
        if (student != null) { // ⚠️ 가능은하지만 현실적으로 어려움
            studentName = student.getName();
        } else {
            studentName = "등록된 학생 없음"; // 기본값 제공
        }

        System.out.println("studentName = " + studentName);
    }
}

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Optional 활용하기

📚Optional 활용하는 방법을 학습해 봅시다.

https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/Optional.html

• Optional 객체는 값이 있을 수도 있고 없을 수도 있는 컨테이너라고 생각하시면 됩니다.
• Optional 객체를 메서드 반환 자료형에 선언해서 해당 메서드가 null 이 반환될 가능성을 명확하게 전달할 수 있습니다.
• Optional.ofNullable() 을 사용하여 null 이 반환될 수 있는 객체를 감쌉니다.
• 활용할 때는 isPresent() 와 같은 Optional API 를 통해 안전하게 null 처리를 할 수 있습니다.

1️⃣isPresent() 활용 방법

• Optional 내부의 값이 존재할 경우에 true 반환합니다.
• 내부 값이 null 일 경우 false 를 반환합니다.

import java.util.Optional;

public class Camp {

    // 속성
    private Student student;

    // 생성자

    // 기능
    // ✅ null 이 반환될 수 있음을 명확하게 표시
    public Optional<Student> getStudent() {
        return Optional.ofNullable(student);
    }
    
    public void setStudent(Student student) {
		    this.student = student;    
    }
}

public class Main {

    public static void main(String[] args) {

        Camp camp = new Camp();
        
        // isPresent() 활용시 true 를 반환하고 싶을때 활용
        // Student newStudent = new Student();
        // camp.setStudent(newStudent);

        //  Optional 객체 반환받음
        Optional<Student> studentOptional = camp.getStudent();

        // Optional 객체의 기능 활용
        boolean flag = studentOptional.isPresent(); // false 반환
        if (flag) {
            // 존재할 경우
            Student student = studentOptional.get(); // ✅ 안전하게 Student 객체 가져오기
            String studentName = student.getName();
            System.out.println("studentName = " + studentName);

        } else {
            // null 일 경우
            System.out.println("학생이 없습니다.");
        }
    }
}

2️⃣orElseGet() 활용 방법

• orElseGet()은 값이 없을 때만 기본값을 제공하는 로직을 실행하는 메서드입니다.
• orElseGet()을 제대로 활용하려면 람다 표현식을 이해해야 합니다.
• 하지만 이 부분은 이후 수업에서 다룰 예정이므로 지금은 메서드를 매개변수로 전달한다 정도로 이해하셔도 충분합니다.

import java.util.Optional;

public class Camp {

    // 속성
    private Student student;

    // 생성자

    // 기능
    // ✅ null 이 반환될 수 있음을 명확하게 표시
    public Optional<Student> getStudent() {
        return Optional.ofNullable(student);
    }
}

import java.util.Optional;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Camp camp = new Camp();

        // ✅ Optional 객체의 기능 활용 (orElseGet 사용)
        Student student = camp.getStudent()
                              .orElseGet(() -> new Student("미등록 학생"));

        System.out.println("studentName = " + student.getName());
    }
}