Java基础教程（121）正则表达式之搜索和替换：解锁Java正则表达式，精通搜索与替换的艺术，让你的代码飞起来！-优快云博客

深度分析Java正则表达式之搜索和替换

正则表达式（Regex）不仅仅是一个工具，更是一门语言，用于描述字符串的匹配模式。在Java中，java.util.regex包提供了强大而灵活的支持，其核心在于搜索（Search）与替换（Replacement）两大功能。掌握它们，你就能轻松解决大多数复杂的文本处理难题。

一、核心引擎：Pattern与Matcher

Java正则API的设计哲学是“编译一次，多处使用”。

Pattern（模式）：一个编译后的正则表达式对象。它是不可变的、线程安全的。通过Pattern.compile(String regex)创建，此过程开销较大，应避免在循环中重复编译。
Matcher（匹配器）：通过pattern.matcher(CharSequence input)创建，它在一个特定的输入字符串上解释Pattern，并执行各种匹配操作。它包含了匹配的状态信息。

这种分离的设计极大地提高了性能，尤其是在需要多次使用同一模式匹配不同字符串时。

二、深度搜索：不止于`matches()`

很多人初学时会用String.matches()，但它只进行全量匹配（整个字符串必须完全匹配模式）。真正的搜索利器是Matcher的.find()方法。

.find()：在输入序列中查找下一个匹配模式的子串。返回boolean，每次调用都会从上一次匹配结束的位置开始继续搜索。这是迭代搜索的基础。
.group()：返回上一次find()操作成功所匹配到的子串。
分组（Group）与捕获（Capture）：圆括号()不仅用于分组，还会捕获匹配的文本。.group(int group)可以按顺序（从1开始）获取捕获的内容，.group(0)等价于.group()，即整个匹配。

示例1：精准提取信息
假设我们要从一段文本中提取所有手机号码。

String text = "联系张三：13812345678， 李四：13987654321，无效号码：123456。";
String regex = "(1[3-9]\\d{9})"; // 更精确的手机号简化模式

Pattern pattern = Pattern.compile(regex);
Matcher matcher = pattern.matcher(text);

while (matcher.find()) { // 循环查找所有匹配
    System.out.println("找到一个手机号: " + matcher.group(1)); // 使用分组1
}
// 输出：
// 找到一个手机号: 13812345678
// 找到一个手机号: 13987654321

三、强大替换：动态重构文本

替换的核心方法是Matcher.replaceAll()和replaceFirst()，它们的功能远超简单的字符串替换。

普通替换：replaceAll(String replacement)，将所有匹配替换为指定的固定字符串。
反向引用（Backreference）：在替换字符串replacement中，可以使用$n来引用前面第n个捕获组匹配到的文本。这是实现动态替换的关键。

示例2：格式化敏感信息脱敏

String log = "User cardNo=6259123478945678, id=310105199901011234 login.";
// 目标：将银行卡号中间部分和身份证号出生年月日用*号替换
String cardRegex = "(cardNo=\\d{4})(\\d{4,8})(\\d{4})";
String idRegex = "(id=\\d{6})(\\d{8})(\\d{4})";

String maskedLog = log
        .replaceAll(cardRegex, "$1****$3") // 引用第1组和第3组，中间用****代替
        .replaceAll(idRegex, "$1********$3"); 

System.out.println(maskedLog);
// 输出：User cardNo=6259****5678, id=310105********1234 login.

示例3：高级重组与命名捕获组（JDK7+）
使用(?<name>X)命名捕获组，使代码更清晰。

String dateStr = "2023-10-01";
Pattern datePattern = Pattern.compile("(?<year>\\d{4})-(?<month>\\d{2})-(?<day>\\d{2})");
Matcher dateMatcher = datePattern.matcher(dateStr);

String americanDate = dateMatcher.replaceFirst("${month}/${day}/${year}");
System.out.println(americanDate); // 输出：10/01/2023

四、性能陷阱与最佳实践

预编译Pattern：绝对不要在循环内部Pattern.compile()。
警惕贪婪匹配（Greedy）：默认的量词（*, +, {n,}）是贪婪的，会匹配尽可能多的字符。这可能导致意外结果。使用惰性匹配（Reluctant）量词（*?, +?, {n,}?）来匹配尽可能少的字符。