《Java高级编程：从原理到实战 - 进阶知识篇二》

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一. 正则表达式基础

1.1 基本概念

正则表达式：用于描述字符串模式的特殊语法
用途：字符串匹配、查找、替换、分割等操作
Java实现：java.util.regex包

1.2 核心类

Pattern：编译后的正则表达式模式（不可变、线程安全）
Matcher：通过解释Pattern对字符序列执行匹配操作的引擎

二. 正则表达式语法

2.1 字符匹配

表达式	说明	示例
`.`	匹配任意单个字符(除换行符)	`a.c`匹配"abc"
`\d`	数字[0-9]	`\d\d`匹配"12"
`\D`	非数字[^0-9]	`\D`匹配"a"
`\w`	单词字符[a-zA-Z_0-9]	`\w+`匹配单词
`\W`	非单词字符[^\w]	`\W`匹配"@"
`\s`	空白字符[\t\n\x0B\f\r]	`\s`匹配空格
`\S`	非空白字符[^\s]	`\S`匹配"a"

2.2 数量限定符

表达式	说明	示例
`*`	0次或多次	`a*b`匹配"b","ab","aab"
`+`	1次或多次	`a+b`匹配"ab","aab"
`?`	0次或1次	`a?b`匹配"b","ab"
`{n}`	恰好n次	`a{2}`匹配"aa"
`{n,}`	至少n次	`a{2,}`匹配"aa","aaa"
`{n,m}`	n到m次	`a{2,4}`匹配"aa","aaa","aaaa"

2.3 位置匹配

表达式	说明	示例
`^`	行/字符串开始	`^Java`匹配以"Java"开头的行
`$`	行/字符串结束	`end$`匹配以"end"结尾的行
`\b`	单词边界	`\bJava\b`匹配独立的"Java"单词
`\B`	非单词边界	`\Bend\B`匹配"weekend"中的"end"

2.4 分组与捕获

表达式	说明	示例
`(pattern)`	捕获分组	`(ab)+`匹配"abab"
`(?:pattern)`	非捕获分组	`(?:ab)+`匹配但不捕获
`(?<name>pattern)`	命名捕获组	`(?<year>\d{4})`捕获为year组

三. Java正则API使用

3.1 基本使用步骤

// 1. 编译正则表达式
Pattern pattern = Pattern.compile("正则表达式");

// 2. 创建匹配器
Matcher matcher = pattern.matcher("输入字符串");

// 3. 执行匹配操作
boolean isMatch = matcher.matches(); // 或find(), group()等

3.2 常用方法

方法	说明
`Pattern.compile(String regex)`	编译正则表达式
`matcher(CharSequence input)`	创建匹配器
`matches()`	尝试将整个区域与模式匹配
`find()`	查找下一个匹配的子序列
`group()`	返回前一次匹配的子序列
`group(int group)`	返回指定捕获组匹配的子序列
`start()`/`end()`	返回匹配的起始/结束索引
`replaceAll(String replacement)`	替换所有匹配项

3.3 常用模式标志

标志	说明
`Pattern.CASE_INSENSITIVE`	不区分大小写匹配
`Pattern.MULTILINE`	多行模式(^和$匹配行首行尾)
`Pattern.DOTALL`	.匹配任何字符包括行终止符
`Pattern.UNICODE_CASE`	Unicode感知的大小写折叠

四. 常见应用示例

4.1 验证格式

// 验证邮箱
boolean isValidEmail = Pattern.matches("\\w+@\\w+\\.\\w+", "test@example.com");

// 验证手机号(中国)
String phoneRegex = "1[3-9]\\d{9}";
boolean isValidPhone = "13812345678".matches(phoneRegex);

4.2 提取信息

Pattern datePattern = Pattern.compile("(\\d{4})-(\\d{2})-(\\d{2})");
Matcher matcher = datePattern.matcher("2023-06-15");
if (matcher.find()) {
    String year = matcher.group(1);  // "2023"
    String month = matcher.group(2); // "06"
    String day = matcher.group(3);   // "15"
}

4.3 替换文本

String text = "foo123bar456baz";
String replaced = text.replaceAll("\\d+", "NUM"); // "fooNUMbarNUMbaz"

4.4 分割字符串

String[] parts = "one,two,three".split("\\s*,\\s*"); // ["one", "two", "three"]

五. 高级特性

5.1 零宽断言

表达式	说明
`(?=pattern)`	正向先行断言(后面跟着pattern)
`(?!pattern)`	负向先行断言(后面不跟pattern)
`(?<=pattern)`	正向后行断言(前面是pattern)
`(?<!pattern)`	负向后行断言(前面不是pattern)