Java 正则表达式详解：从基础语法到实战验证

Java 正则表达式：从基础到实战解析

原创于 2025-08-14 17:33:30 发布 · 1.2k 阅读

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正则表达式（Regular Expression）是处理字符串的强大工具，它通过预定义的模式匹配字符串，实现校验、查找、替换、切割等操作。在 Java 中，String 类的 matches()、replaceAll()、split() 等方法均支持正则表达式，配合 java.util.regex 包可实现复杂字符串处理。本文将从基础语法到实战案例，全面解析 Java 正则表达式的用法。

一、正则表达式基础：核心概念与作用

1. 什么是正则表达式？

正则表达式是由一系列字符和特殊符号组成的 “模式字符串”，用于描述字符串的格式规则。例如，用 [1-9]\\d{5,19} 可匹配 6-20 位的 QQ 号（首位非 0，其余为数字）。

2. 核心作用

校验字符串格式：如验证手机号、邮箱、身份证号等是否符合规则。
查找 / 替换字符串：在文本中定位符合规则的子串，或按规则替换内容。
切割字符串：按正则模式拆分字符串（比固定字符切割更灵活）。

3. Java 中的正则入口

String 类的 matches(String regex) 方法是最基础的应用，用于判断字符串是否完全匹配正则模式（注意：是完全匹配，而非部分包含）。

二、正则表达式核心语法：字符、量词与分组

1. 字符类：匹配单个字符

通过 [] 定义一组可匹配的字符，仅匹配一个字符。

语法	含义	示例
`[abc]`	匹配 a、b、c 中的任意一个字符	`[abc]` 匹配 "a"、"b"
`[^abc]`	匹配除 a、b、c 外的任意字符（^ 表示取反）	`[^abc]` 匹配 "d"、"1"
`[a-zA-Z]`	匹配任意大小写字母	`[a-zA-Z]` 匹配 "A"、"b"
`[a-d[m-p]]`	匹配 a-d 或 m-p 中的字符（并集）	等价于 `[a-dm-p]`
`[a-z&&[^bc]]`	匹配 a-z 中除 b、c 外的字符（交集）	等价于 `[ad-z]`

2. 预定义字符：简化常用字符类

为简化常见字符匹配，正则提供预定义字符（均匹配一个字符）：

预定义字符	含义	等价字符类
`.`	匹配任意字符（除换行符 `\n`）	-
`\d`	匹配数字（0-9）	`[0-9]`
`\D`	匹配非数字	`[^0-9]`
`\s`	匹配空白字符（空格、制表符 `\t`、换行 `\n` 等）	`[\t\n\x0b\f\r ]`
`\S`	匹配非空白字符	`[^\s]`
`\w`	匹配字母、数字、下划线	`[a-zA-Z0-9_]`
`\W`	匹配非字母、数字、下划线	`[^\w]`

注意：在 Java 字符串中，\ 需转义为 \\，因此正则中的 \d 在代码中需写为 \\d。

3. 数量词：匹配多个字符

用于指定前面的字符 / 子模式重复的次数（默认贪婪匹配，即尽可能多匹配）。

数量词	含义	示例
`X?`	X 出现 0 次或 1 次	`a?` 匹配 ""、"a"
`X*`	X 出现 0 次或多次	`a*` 匹配 ""、"a"、"aa"
`X+`	X 出现 1 次或多次	`a+` 匹配 "a"、"aa"
`X{n}`	X 恰好出现 n 次	`a{2}` 匹配 "aa"
`X{n,}`	X 至少出现 n 次	`a{2,}` 匹配 "aa"、"aaa"
`X{n,m}`	X 出现 n 到 m 次（含 n 和 m）	`a{2,3}` 匹配 "aa"、"aaa"

4. 分组：复用子模式

用 () 将部分正则括起来作为 “分组”，可实现子模式复用或批量操作。

捕获分组：分组后可通过 \\组号（正则内部）或 $组号（正则外部，如替换时）复用分组内容。
- 组号从 1 开始，按左括号顺序编号。
- 示例：判断字符串首尾字符是否相同（如 "a123a"）：
```
String regex = "(.).+\\1"; // (.) 为第1组，\\1 复用第1组内容
System.out.println("a123a".matches(regex)); // true
```
非捕获分组：仅用于分组，无需复用，格式为 (?:正则)、(?=正则) 等（较少用）。

三、正则表达式在字符串中的应用

1. 校验：`String.matches(String regex)`

判断字符串是否完全匹配正则模式（常用作格式校验）。

示例：验证 QQ 号（6-20 位，首位非 0，全数字）：

public static void checkQQ(String qqNum) {
    // [1-9]：首位非0；\\d{5,19}：后面5-19位数字（总长度6-20）
    boolean isValid = qqNum.matches("[1-9]\\d{5,19}");
    System.out.println(isValid ? "QQ号格式正确" : "QQ号格式错误");
}

替换：`String.replaceAll(String regex, String newStr)`

按正则模式匹配子串，并用 newStr 替换（替换所有匹配项）。

示例：去重连续重复字符（如 "我想玩玩三角角角洲洲洲" → "我想玩三角洲"）：

    public static void outUseGrouping(){
        //需求：
        //将字符串：我想玩三角角角角角角角洲洲州州洲洲洲
        //替换为：我想玩三角洲

        //(.)表示把重复的内容的第一个字符看做一组
        // \\1表示第一个字符再次出现
        // + 至少一次
        // $1 表示把正则表达式中的第一组的内容，再拿出来用
        String str="我想玩玩三角角角角角角角洲洲洲洲洲洲";
        String result=str.replaceAll("(.)\\1+","$1");
        System.out.println(result);
    }

切割：`String.split(String regex)`

按正则模式拆分字符串，返回字符串数组。

示例：按任意空白字符切割文本：

    public static void StringUseRegex() {
        //有一段字符串：Mr.Rabbit always angry with Ms.watermelon
        //要求1：把字符串中的Mr.Rabbit 和Ms.Watermelon中间的字母换成love
        //要求2：把字符串中的Mr.Rabbit和Ms.Watermelon切割出来

        //1.
        //细节：
        //方法在底层会跟之前一样也会创建文本解析器的对象
        //然后从头开始去读取字符串中的内容，只要有满足的，那么久用第二个参数去替换
        String text="兔子先生alwaysangrywith西瓜小姐";
        String result=text.replaceAll("[\\w&&[^_]]+","LOVE");
        System.out.println(result);

        //2.
        String[] result2=text.split("[\\w&&[^_]]+");
        for (int i = 0; i < result2.length; i++) {
            System.out.println(result2[i]);
        }

    }

四、实战案例：常见格式验证

1. 验证手机号

规则：11 位数字，首位为 1，第二位为 3-9，后 9 位为任意数字。

String regex = "1[3-9]\\d{9}";
String[] phones = {"13112345678", "13712345667", "139456790271"};
for (String phone : phones) {
    System.out.println(phone + "：" + phone.matches(regex)); 
    // 输出：true、true、false（最后一个12位）
}

2. 验证邮箱

规则：用户名（字母、数字、下划线）+ @ + 域名（2-6 位字母 / 数字）+ . + 后缀（2-3 位字母，可多个后缀如 .com.cn）。

String regex = "\\w+@[\\w&&[^_]]{2,6}(\\.[a-zA-Z]{2,3}){1,2}";
String[] emails = {"32332323@qq.com", "zhangsan@itcast.cn", "dlei0009@pci.com.cn"};
for (String email : emails) {
    System.out.println(email + "：" + email.matches(regex)); // 均为true
}

3. 验证身份证号（简单版）

规则：18 位，前 17 位为数字，最后一位为数字或 X（大小写均可）。

String regex = "\\d{17}[0-9xX]";
String idCard = "420106199001011234";
System.out.println(idCard.matches(regex)); // true

4. 验证用户名

规则：由字母、数字、下划线组成，长度 4-16 位。

String regex = "\\w{4,16}";
String username = "java_coder";
System.out.println(username.matches(regex)); // true（长度8，符合规则）

五、正则表达式编写技巧

从正确案例出发：先分析合法字符串的格式（如手机号 “13112345678”→ 首位 1，第二位 3-9，后 9 位数字），逐步拆解规则。
分步验证：复杂正则可拆分为多个子规则，逐步拼接（如邮箱 = 用户名 + @ + 域名 + 后缀）。
利用工具辅助：可使用 IDE 插件（如 AnyRule）或在线正则工具（如 regex101.com）测试正则模式。
注意转义字符：Java 中需用 \\ 表示正则中的 \（如 \d → \\d）。

六、总结

正则表达式是处理字符串的 “瑞士军刀”，掌握其语法可大幅提升字符串处理效率。本文核心要点：

字符类（[]）和预定义字符（\d、\s 等）用于匹配单个字符；
数量词（*、+、{n,m} 等）控制字符重复次数；
分组（()）实现子模式复用，支持复杂匹配；
结合 matches()、replaceAll()、split() 可实现校验、替换、切割等操作。

在实际开发中，正则表达式常用于表单验证、日志解析、文本清洗等场景，灵活运用可简化大量字符串处理代码。