【JavaSE】Stream API && Optiona类 && 正则表达式

文章目录

• [Ⅰ. Stream API](#Ⅰ. Stream API)
• • [一、Stream 创建方式](#一、Stream 创建方式)
  • [二、中间操作（返回新的 Stream，可链式调用）](#二、中间操作（返回新的 Stream，可链式调用）)
  • 三、终止操作（触发流处理，返回具体结果）
• [Ⅱ. Optional 类](#Ⅱ. Optional 类)
• [Ⅲ. 两者结合的一个例子](#Ⅲ. 两者结合的一个例子)
• [Ⅳ. 正则表达式](#Ⅳ. 正则表达式)
• • [🧠 1. 基础元字符（Metacharacters）](#🧠 1. 基础元字符（Metacharacters）)
  • [📚 2. 常用转义字符](#📚 2. 常用转义字符)
  • [🔐 3. 常用校验正则（可直接用于 Java）](#🔐 3. 常用校验正则（可直接用于 Java）)
  • • [✅ 邮箱](#✅ 邮箱)
    • [✅ 手机号（中国大陆）](#✅ 手机号（中国大陆）)
    • [✅ 身份证（大陆 18位）](#✅ 身份证（大陆 18位）)
    • [✅ 密码强度（6-12位，字母或数字）](#✅ 密码强度（6-12位，字母或数字）)
    • [✅ 密码必须包含大小写字母 + 数字（6-16位）](#✅ 密码必须包含大小写字母 + 数字（6-16位）)
    • [✅ URL 校验](#✅ URL 校验)
  • [🧪 4. Java 中正则使用方式](#🧪 4. Java 中正则使用方式)
  • • [🔍 字符串匹配](#🔍 字符串匹配)
    • [🔎 字符串提取](#🔎 字符串提取)

Ⅰ. Stream API

常见的 Java 8 Stream API 可以分成几类：创建、转换、中间操作、终止操作。

• 创建操作：得到一个流对象
• 中间操作：返回的还是一个新的流（lazy，不会真正执行）
• 终止操作：才会触发整个流水线的执行，产生结果（数值、集合、Optional 等）

Stream<Integer> s = Stream.of(1, 2, 3, 4)
    .filter(x -> x > 2)   // 中间操作，返回流
    .map(x -> x * 10);    // 中间操作，返回流

// 到这里还没执行，s 只是描述了一条"流水线"

List<Integer> list = s.collect(Collectors.toList()); // 终止操作，真正执行
System.out.println(list); // [30, 40]

一、Stream 创建方式

方法	说明	示例
Stream.of(T...)	由一组元素创建	Stream.of(1,2,3)
Arrays.stream(array)	由数组创建	Arrays.stream(new int[]{1,2,3})
Collection.stream()	由集合创建	list.stream()
Collection.parallelStream()	并行流	list.parallelStream()
Stream.iterate(seed, f)	无限流（迭代生成）	Stream.iterate(1, n -> n+1)
Stream.generate(Supplier)	无限流（供应生成）	Stream.generate(Math::random)

二、中间操作（返回新的 Stream，可链式调用）

方法	说明	示例
filter(Predicate)	过滤元素	stream.filter(x -> x > 10)
map(Function)	映射/转换	stream.map(String::length)
flatMap(Function)	扁平化映射	stream.flatMap(s -> Arrays.stream(s.split(",")))
distinct()	去重	stream.distinct()
sorted()	自然排序	stream.sorted()
sorted(Comparator)	自定义排序	stream.sorted((a,b)->b-a)
limit(n)	截取前 n 个	stream.limit(5)
skip(n)	跳过前 n 个	stream.skip(3)
peek(Consumer)	调试/查看中间值	stream.peek(System.out::println)

三、终止操作（触发流处理，返回具体结果）

• 集合结果 ：collect
• 聚合结果 ：reduce、count、min、max
• 布尔判断 ：anyMatch、allMatch、noneMatch
• 单元素 ：findFirst、findAny
• 遍历/副作用 ：forEach

方法	说明	返回值类型	示例
forEach(Consumer)	遍历元素（无返回）	void	stream.forEach(System.out::println)
toArray()	转数组	Object[] 或 T[]	stream.toArray()
collect(Collector)	收集结果	泛型 R（常见：List、Set、Map）	stream.collect(Collectors.toList())
reduce(BinaryOperator)	规约（累加、累乘等）	Optional	stream.reduce(Integer::sum)
reduce(identity, BinaryOperator)	带初始值的规约	T	stream.reduce(0, Integer::sum)
count()	统计数量	long	stream.count()
min(Comparator)	最小值	Optional	stream.min(Integer::compare)
max(Comparator)	最大值	Optional	stream.max(Integer::compare)
anyMatch(Predicate)	是否存在任意满足条件	boolean	stream.anyMatch(x -> x > 10)
allMatch(Predicate)	是否所有元素满足条件	boolean	stream.allMatch(x -> x > 0)
noneMatch(Predicate)	是否没有元素满足条件	boolean	stream.noneMatch(x -> x < 0)
findFirst()	返回第一个元素	Optional	stream.findFirst()
findAny()	返回任意一个元素（并行流常用）	Optional	stream.findAny()

Ⅱ. Optional 类

Optional<T> 是一个可能包含值也可能为空的容器对象，它替代了传统的 null 返回，用更安全、明确、链式的方式处理值的存在或缺失。

常用方法如下所示：

方法名	返回值	说明
of(T value)	Optional	创建非空的 Optional，传 null 会抛异常
ofNullable(T value)	Optional	创建 Optional，允许 null
empty()	Optional	创建一个空的 Optional
isPresent()	boolean	判断是否有值（true/false）
ifPresent(Consumer)	void	如果有值就执行某个操作
get()	T	获取值，若为空会抛 NoSuchElementException
orElse(T other)	T	若有值则返回，否则返回默认值 （总会执行传入的表达式，无论是否为空）
orElseGet(Supplier)	T	若有值返回，否则调用函数获取默认值 （只有为空才会执行传入的表达式）
orElseThrow()	T	若为空抛异常（默认抛 NoSuchElementException）
orElseThrow(Supplier)	T	若为空抛自定义异常
map(Function)	Optional	对值做转换操作（包装成新的 Optional）
flatMap(Function)	Optional	链式调用，避免嵌套 Optional
filter(Predicate)	Optional	判断值是否满足条件，不满足则变成 empty

注意事项：

• ❌ 不要用 get() 随意取值，如果值为 null 会直接抛异常。
• ✅ 推荐始终使用 orElse / ifPresent 等方法来处理 Optional。

// 创建一个optional对象
Optional<String> optionalName = Optional.of("lirendada");

// 1. 是否有值
optionalName.isPresent(); // true

// 2. 如果有值就打印
optionalName.ifPresent(name -> System.out.println("Name: " + name));

// 3. 获取值（不推荐直接用 get）
String name = optionalName.get();

// 4. 如果为空则返回默认值
String value = Optional.ofNullable(null).orElse("默认值"); // "默认值"

// 5. 用 orElseGet 延迟执行
String v = Optional.ofNullable(null).orElseGet(() -> getDefault());

// 6. 为空则抛异常
String error = Optional.ofNullable(null)
    .orElseThrow(() -> new IllegalArgumentException("值不能为空"));

// 7. 转换值（map）
Optional<Integer> nameLength = optionalName.map(String::length);

// 8. 链式调用 + 判断
String result = Optional.of("lirendada")
    .filter(s -> s.length() > 5)
    .map(String::toUpperCase)
    .orElse("太短了");

// 输出：LIRENDADA

Ⅲ. 两者结合的一个例子

findFirst() 是 Java Stream 中的一个终止操作（Terminal Operation），作用是：

在过滤或处理后的流中，返回"第一个匹配的元素"（包装在 Optional 中）。

如果不用 findFirst() 结束的话，就会得到一个 无限的 Stream 流对象 ，而不是最终的 PrizeEntity 元素。

Optional<PrizeEntity> optionalPrizeDTO = prizes.stream()
        .filter(y -> y.getId().equals(x.getPrizeId()))
        .findFirst();
        
// 如果 optionalPrizeDTO 不为空，执行该方法
optionalPrizeDTO.ifPresent(y -> {
    // 设置详细属性
});

Ⅳ. 正则表达式

正则表达式（Regular Expression）是一种文本模式匹配工具，常用于字符串校验、提取、替换等操作。

• 使用 regex101.com 在线测试正则

🧠 1. 基础元字符（Metacharacters）

符号	含义	示例	匹配内容
.	任意单个字符（除换行）	a.b	acb, a9b
^	匹配字符串开始	^abc	abc123 ✅，xabc ❌
$	匹配字符串结束	abc$	123abc ✅，abc123 ❌
*	重复 0 次或多次	ab*c	ac, abc, abbbc
+	重复 1 次或多次	ab+c	abc, abbbc
?	重复 0 次或 1 次（可选）	ab?c	ac, abc
[]	匹配一个字符	[abc]	a, b, c
[^]	匹配不在集合内的字符	[^0-9]	非数字
{n}	重复 n 次	a{3}	aaa
{n,}	至少重复 n 次	a{2,}	aa, aaa
{n,m}	重复 n~m 次	a{2,4}	aa, aaa, aaaa
`	`	或	`abc
()	分组	(abc)+	匹配多个 abc

📚 2. 常用转义字符

符号	含义	示例	匹配内容
\d	数字 [0-9]	\d{3}	123
\D	非数字	\D+	abc
\w	单词字符 [a-zA-Z0-9_]	\w+	abc_123
\W	非单词字符	\W+	#@!
\s	空白字符（空格、Tab、换行）	\s+	" "、\t、\n
\S	非空白字符	\S+	abc123
\b	单词边界	\bword\b	匹配独立单词 word
\B	非单词边界	\Bword\B	中间位置 xwordx

🔐 3. 常用校验正则（可直接用于 Java）

✅ 邮箱

^[a-zA-Z0-9_.+-]+@[a-zA-Z0-9-]+\.[a-zA-Z0-9-.]+$

✅ 手机号（中国大陆）

^1[3-9]\d{9}$

✅ 身份证（大陆 18位）

^[1-9]\d{5}(18|19|20)\d{2}(0[1-9]|1[0-2])(0[1-9]|[12]\d|3[01])\d{3}[\dXx]$

✅ 密码强度（6-12位，字母或数字）

^[A-Za-z0-9]{6,12}$

✅ 密码必须包含大小写字母 + 数字（6-16位）

^(?=.*[a-z])(?=.*[A-Z])(?=.*\d)[A-Za-z\d]{6,16}$

✅ URL 校验

^(https?://)?([a-zA-Z0-9.-]+)(:[0-9]{1,5})?(/.*)?$

🧪 4. Java 中正则使用方式

🔍 字符串匹配

String regex = "^1[3-9]\\d{9}$";
boolean isValid = Pattern.matches(regex, "13812345678");

🔎 字符串提取

Pattern pattern = Pattern.compile("\\d+");
Matcher matcher = pattern.matcher("abc123xyz456");
while (matcher.find()) {
    System.out.println(matcher.group()); // 输出 123 和 456
}