正则表达式与数组操作实战

原创 于 2025-08-11 19:37:57 发布 · 430 阅读 ·
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正则表达式与数组操作实战

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文章概要：本文详细介绍了正则表达式在数据验证中的实际应用，包括邮箱地址、手机号码、URL、日期格式和密码强度的验证方法，并提供了代码示例和流程图。同时，文章还探讨了数组去重的高效操作技巧，如使用HashSet、LINQ的Distinct和GroupBy方法，以及自定义比较器的实现与优化。

正则表达式在数据验证中的应用

正则表达式（Regular Expression）是一种强大的文本处理工具，广泛应用于数据验证、字符串匹配和文本替换等场景。在C#中，System.Text.RegularExpressions命名空间提供了丰富的API来支持正则表达式的操作。本节将重点介绍正则表达式在数据验证中的实际应用，并通过代码示例和流程图展示其核心用法。

1. 邮箱地址验证

邮箱地址的格式通常为username@domain.com，其正则表达式模式可以定义为：

string pattern = @"^[a-zA-Z0-9._%+-]+@[a-zA-Z0-9.-]+\.[a-zA-Z]{2,}$";
  • ^ 和 $ 分别表示字符串的开始和结束，确保整个字符串匹配。
  • [a-zA-Z0-9._%+-]+ 匹配用户名部分，允许字母、数字、点、下划线等字符。
  • @ 匹配邮箱地址中的“@”符号。
  • [a-zA-Z0-9.-]+ 匹配域名部分。
  • \.[a-zA-Z]{2,} 匹配顶级域名（如.com、.net），要求至少两个字母。

示例代码：

public static bool ValidateEmail(string email)
{
    string pattern = @"^[a-zA-Z0-9._%+-]+@[a-zA-Z0-9.-]+\.[a-zA-Z]{2,}$";
    return Regex.IsMatch(email, pattern);
}

2. 手机号码验证

手机号码通常以1开头，长度为11位。其正则表达式模式为：

string pattern = @"^1[3-9]\d{9}$";
  • ^1 表示以数字1开头。
  • [3-9] 匹配第二位数字，范围为3到9。
  • \d{9} 匹配剩余的9位数字。

示例代码：

public static bool ValidateMobile(string mobile)
{
    string pattern = @"^1[3-9]\d{9}$";
    return Regex.IsMatch(mobile, pattern);
}

3. URL验证

URL的格式通常为http(s)://domain.com/path，其正则表达式模式为：

string pattern = @"^https?://(?:[a-zA-Z]|[0-9]|[$-_@.&+]|[!*\(\),]|(?:%[0-9a-fA-F][0-9a-fA-F]))+$";
  • https? 匹配http或https。
  • :// 匹配协议后的分隔符。
  • (?:...) 为非捕获分组，匹配域名和路径部分。

示例代码：

public static bool ValidateUrl(string url)
{
    string pattern = @"^https?://(?:[a-zA-Z]|[0-9]|[$-_@.&+]|[!*\(\),]|(?:%[0-9a-fA-F][0-9a-fA-F]))+$";
    return Regex.IsMatch(url, pattern);
}

4. 日期格式验证

日期格式如YYYY-MM-DD的正则表达式模式为：

string pattern = @"^\d{4}-\d{2}-\d{2}$";
  • \d{4} 匹配4位年份。
  • -\d{2} 匹配月份和日期，中间用-分隔。

示例代码：

public static bool ValidateDate(string date)
{
    string pattern = @"^\d{4}-\d{2}-\d{2}$";
    return Regex.IsMatch(date, pattern);
}

5. 密码强度验证

密码通常要求包含大小写字母、数字和特殊字符，长度至少8位。其正则表达式模式为：

string pattern = @"^(?=.*[a-z])(?=.*[A-Z])(?=.*\d)(?=.*[^\da-zA-Z]).{8,}$";
  • (?=.*[a-z]) 确保至少一个小写字母。
  • (?=.*[A-Z]) 确保至少一个大写字母。
  • (?=.*\d) 确保至少一个数字。
  • (?=.*[^\da-zA-Z]) 确保至少一个特殊字符。
  • .{8,} 确保长度至少8位。

示例代码：

public static bool ValidatePassword(string password)
{
    string pattern = @"^(?=.*[a-z])(?=.*[A-Z])(?=.*\d)(?=.*[^\da-zA-Z]).{8,}$";
    return Regex.IsMatch(password, pattern);
}

流程图：正则表达式验证流程

mermaid

总结

正则表达式在数据验证中具有高效、灵活的特点，能够快速匹配复杂的文本模式。通过合理设计正则表达式模式，可以覆盖大多数常见的验证需求。在实际开发中，建议将常用的正则表达式封装为工具类，以提高代码复用性。

数组去重与高效操作技巧

在C#开发中，数组去重是一项常见的需求，尤其是在处理大量数据时，高效的去重方法可以显著提升性能。本文将介绍几种常见的数组去重方法，并通过代码示例和流程图帮助开发者理解其实现原理和适用场景。

1. 使用HashSet去重

HashSet是C#中的一个集合类，其特点是自动去重，不允许重复元素。以下是使用HashSet实现数组去重的代码示例：

var dataSource = new List<int>() { 1, 2, 3, 2, 5, 88, 99, 99, 100, 88, 30, 50, 15, 100, 99, 99, 2, 3 };
HashSet<int> uniqueData = new HashSet<int>(dataSource);
Console.WriteLine(string.Join(", ", uniqueData));

流程图： mermaid

2. 使用Linq的Distinct方法

Distinct是LINQ提供的一个简洁方法，可以快速实现去重功能：

var dataSource = new List<int>() { 1, 2, 3, 2, 5, 88, 99, 99, 100, 88, 30, 50, 15, 100, 99, 99, 2, 3 };
var uniqueData = dataSource.Distinct().ToList();
Console.WriteLine(string.Join(", ", uniqueData));

性能对比： | 方法 | 时间复杂度 | 适用场景 | |-------------|------------|------------------| | HashSet | O(n) | 大数据量 | | Distinct | O(n) | 小数据量或简洁代码 |

3. 使用Linq的GroupBy方法

GroupBy方法通过分组实现去重，适用于需要分组后再去重的场景：

var dataSource = new List<int>() { 1, 2, 3, 2, 5, 88, 99, 99, 100, 88, 30, 50, 15, 100, 99, 99, 2, 3 };
var uniqueData = dataSource.GroupBy(item => item).Select(group => group.First()).ToList();
Console.WriteLine(string.Join(", ", uniqueData));

4. 自定义比较器去重

如果需要更灵活的比较逻辑，可以自定义比较器：

public class CustomEqualityComparer : IEqualityComparer<int>
{
    public bool Equals(int x, int y) => x == y;
    public int GetHashCode(int obj) => obj.GetHashCode();
}

var uniqueData = new List<int>();
foreach (var item in dataSource)
{
    if (!uniqueData.Contains(item, new CustomEqualityComparer()))
    {
        uniqueData.Add(item);
    }
}

5. 直接循环遍历去重

虽然效率较低，但适合初学者理解去重的基本逻辑：

var uniqueData = new List<int>();
foreach (var item in dataSource)
{
    if (!uniqueData.Contains(item))
    {
        uniqueData.Add(item);
    }
}

总结： 通过以上方法，开发者可以根据实际需求选择最适合的去重方式，提升代码性能和可读性。

自定义比较器的实现与优化

在C#中，自定义比较器是实现复杂数据排序和去重的重要工具。通过实现IEqualityComparer<T>或IComparer<T>接口，我们可以灵活地定义对象的比较逻辑。本节将深入探讨如何实现和优化自定义比较器，并通过代码示例和流程图展示其应用场景。

自定义比较器的实现

以下是一个简单的自定义比较器实现，用于比较整数类型的数据：

public class CustomEqualityComparer : IEqualityComparer<int>
{
    public bool Equals(int x, int y)
    {
        return x == y;
    }

    public int GetHashCode(int obj)
    {
        return obj.GetHashCode();
    }
}
代码解析
  1. Equals方法：定义了比较两个整数是否相等的逻辑。
  2. GetHashCode方法：返回对象的哈希码，用于优化集合操作（如HashSet或Dictionary）。

优化自定义比较器

为了提高性能，我们可以通过以下方式优化自定义比较器：

  1. 缓存哈希码：对于复杂的对象，缓存哈希码可以避免重复计算。
  2. 避免装箱拆箱：使用泛型接口（如IEqualityComparer<T>）避免值类型的装箱拆箱操作。
public class OptimizedEqualityComparer : IEqualityComparer<string>
{
    public bool Equals(string x, string y)
    {
        return string.Equals(x, y, StringComparison.OrdinalIgnoreCase);
    }

    public int GetHashCode(string obj)
    {
        return obj.ToLowerInvariant().GetHashCode();
    }
}
优化点
  • 忽略大小写比较：通过StringComparison.OrdinalIgnoreCase实现不区分大小写的比较。
  • 统一哈希码：将字符串转换为小写后生成哈希码，确保一致性。

应用场景

自定义比较器常用于以下场景：

  1. 去重操作：结合HashSet或Distinct方法实现数据去重。
  2. 排序操作：为List.Sort或OrderBy提供自定义排序逻辑。
示例：去重操作
var dataSource = new List<int>() { 1, 2, 3, 2, 5, 88, 99, 99, 100, 88, 30, 50, 15, 100, 99, 99, 2, 3 };
var uniqueData = new List<int>();
foreach (var item in dataSource)
{
    if (!uniqueData.Contains(item, new CustomEqualityComparer()))
    {
        uniqueData.Add(item);
    }
}
Console.WriteLine(string.Join(", ", uniqueData));

流程图

以下是一个自定义比较器在去重操作中的流程图：

mermaid

总结

通过自定义比较器，我们可以灵活地控制对象的比较逻辑，满足多样化的业务需求。优化后的比较器不仅能提升性能，还能增强代码的可读性和可维护性。在实际开发中，应根据具体场景选择合适的实现方式。

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创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考

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