Java 正则表达式

      正则表达式是Java处理字符串、文本的重要工具。一个正则表达式就是含有一些具有特殊意义字符的字符串,这些特殊字符成为正则表达式中的元字符。比如,“\\dok”中的\\d就是有特殊意义的元字符,代表0~9中的任何一个。一个正则表达式也成为一个模式,与一个模式匹配的字符串称为匹配模式字符串(也称为模式匹配字符串)。

 模式匹配

模式匹配就是检索和指定模式匹配的字符串。Java提供了专门用来进行模式匹配的类。这些类在java.util.regex包中。

Java对正则表达式的处理集中在以下两个两个类:

java.util.regex.Matcher  匹配类:用模式匹配一个字符串所表达的抽象结果。

java.util.regex.Pattern  模式类:用来表示一个编译过的正则表达式。

import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;

public class CheckMailAddress {
 
 public static void main(String[] args){
    Pattern pattern; //模式对象
    Matcher matcher; //匹配对象
  
    String mailAddress = "
abc_123@now.cn";
    String regex = "
\\w+([-+.]\\w+)*@\\w+([-.]\\w+)*\\.\\w+([-.]\\w+)*"; //正则表达式

    pattern = Pattern.compile(regex);
    matcher = pattern.matcher(mailAddress);
    System.out.println("邮箱地址合法性:"+matcher.matches());  
 }

}

1、Java对反斜线处理的问题
在其他语言中,\\表示要插入一个字符\;
在Java语言中,\\表示要插入正则表达式的反斜线,并且后面的字符有特殊意义。
 
.      任何字符(与行结束符可能匹配也可能不匹配)
\d    数字:[0-9]
\D   非数字: [^0-9]
\s    空白字符:[ \t\n\x0B\f\r]
\S   非空白字符:[^\s]
\w   单词字符:[a-zA-Z_0-9]
\W  非单词字符:[^\w]
 
但是看看上面程序,对比下不难看出:
\d在实际使用的时候就写成了 \\d ;
 
在Java正则表达式中,如果要插入一个\字符,则需要在正则表达式中写成 \\\\  .
但是如果在正则表示式中表示回车换行等,则不需要多添加反斜线了。比如回车\r就写作\r.
 
2、Matcher.find():尝试查找与模式匹配的字符序列的下一个子序列。此方法从字符序列的开头开始,如果该方法的前一次调用成功了并且从那时开始匹配器没有被重置,则从以前匹配操作没有匹配的第一个字符开始,即如果前一次找到与模式匹配的子序列则这次从这个子序列后开始查找。
 
3、Matcher.matchers():判断整个字符序列与模式是否匹配。当连续用Matcher对象检查多个字符串时候,可以使用
Matcher.reset()重置匹配器,放弃其所有显式状态信息并将其添加位置设置为零, 或者Matcher.reset(CharSequence input)  重置此具有新输入序列的匹配器, 来重复使用匹配器。
 
4、组的概念,这个概念很重要,组是用括号划分的正则表达式,可以通过编号来引用组。组号从0开始,有几对小括号就表示有几个组,并且组可以嵌套,组号为0的表示整个表达式,组号为1的表示第一个组,依此类推。
例如:A(B)C(D)E正则式中有三组,组0是ABCDE,组1是B,组2是D;
A((B)C)(D)E正则式中有四组:组0是ABCDE,组1是BC,组2是B;组3是C,组4是D。
 
int groupCount():返回匹配其模式中组的数目,不包括第0组。
String group():返回前一次匹配操作(如find())的第0组。
String group(int group):返回前一次匹配操作期间指定的组所匹配的子序列。如果该匹配成功,但指定组未能匹配字符序列的任何部分,则返回 null。
int start(int group):返回前一次匹配操作期间指定的组所匹配的子序列的初始索引。
int end(int group):返回前一次匹配操作期间指定的组所匹配的子序列的最后索引+1。
 
5、匹配的范围的控制
start()  返回以前匹配的初始索引。
end()  返回最后匹配字符之后的偏移量。
 
public boolean lookingAt()尝试将从区域开头开始的输入序列与该模式匹配。
与 matches 方法类似,此方法始终从区域的开头开始;与之不同的是,它不需要匹配整个区域。
如果匹配成功,则可以通过 start、end 和 group 方法获取更多信息。
返回:
当且仅当输入序列的前缀匹配此匹配器的模式时才返回 true。
 
6、Pattern标记
 
Pattern类的静态方法
static Pattern compile(String regex, int flags)   将给定的正则表达式编译到具有给定标志的模式中。
其中的flags参数就是Pattern标记,这个标记在某些时候非常重要。
 
Pattern.CANON_EQ
          启用规范等价。
Pattern.CASE_INSENSITIVE
          启用不区分大小写的匹配。
Pattern.COMMENTS
          模式中允许空白和注释。
Pattern.DOTALL
          启用 dotall 模式。
Pattern.LITERAL
          启用模式的字面值分析。
Pattern.MULTILINE
          启用多行模式。
Pattern.UNICODE_CASE
          启用 Unicode 感知的大小写折叠。
Pattern.UNIX_LINES
          启用 Unix 行模式。
 
三、字符串的替换
 
String.replace(char oldChar, char newChar)
          返回一个新的字符串,它是通过用 newChar 替换此字符串中出现的所有 oldChar 而生成的。
String.replace(CharSequence target, CharSequence replacement)
          使用指定的字面值替换序列替换此字符串匹配字面值目标序列的每个子字符串。
String.replaceAll(String regex, String replacement)
          使用给定的 replacement 字符串替换此字符串匹配给定的正则表达式的每个子字符串。
String.replaceFirst(String regex, String replacement)
          使用给定的 replacement 字符串替换此字符串匹配给定的正则表达式的第一个子字符串。
StringBuffer.replace(int start, int end, String str)
          使用给定 String 中的字符替换此序列的子字符串中的字符。
StringBuilder.replace(int, int, java.lang.String)
          使用给定 String 中的字符替换此序列的子字符串中的字符。
Matcher.replaceAll(String replacement)
          替换模式与给定替换字符串相匹配的输入序列的每个子序列。
Matcher.replaceFirst(String replacement)
          替换模式与给定替换字符串匹配的输入序列的第一个子序列。
 
四、字符串的切分
 
 String[] split(String regex)
          根据给定的正则表达式的匹配来拆分此字符串。
 String[] split(String regex, int limit)
          根据匹配给定的正则表达式来拆分此字符串。
  
当然,还有一个StringTokenizer类,可以用来切分字符串,但是现在SUN已经不推荐使用了。
转变下思路,其实用正则表达式也可以达到将字符串切分为段的目的。
 
我们先从简单的开始。假设你要搜索一个包含字符“cat”的字符串,搜索用的正则表达式就是“cat”。如果搜索对大小写不敏感,单词“catalog”、“Catherine”、“sophisticated”都可以匹配。也就是说:
                      



1.1 句点符号 
        假设你在玩英文拼字游戏,想要找出三个字母的单词,而且这些单词必须以“t”字母开头,以“n”字母结束。另外,假设有一本英文字典,你可以用正则表达式搜索它的全部内容。要构造出这个正则表达式,你可以使用一个通配符——句点符号“.”。这样,完整的表达式就是“t.n”,它匹配“tan”、“ten”、“tin”和“ton”,还匹配“t#n”、“tpn”甚至“t n”,还有其他许多无意义的组合。这是因为句点符号匹配所有字符,包括空格、Tab字符甚至换行符: 
                     


1.2 方括号符号 
       为了解决句点符号匹配范围过于广泛这一问题,你可以在方括号(“[]”)里面指定看来有意义的字符。此时,只有方括号里面指定的字符才参与匹配。也就是说,正则表达式“t[aeio]n”只匹配“tan”、“Ten”、“tin”和“ton”。但“Toon”不匹配,因为在方括号之内你只能匹配单个字符: 
                    



1.3 “或”符号 
       如果除了上面匹配的所有单词之外,你还想要匹配“toon”,那么,你可以使用“|”操作符。“|”操作符的基本意义就是“或”运算。要匹配“toon”,使用“t(a|e|i|o|oo)n”正则表达式。这里不能使用方扩号,因为方括号只允许匹配单个字符;这里必须使用圆括号“()”。圆括号还可以用来分组,具体请参见后面介绍。 
  
                     
 
1.4 表示匹配次数的符号 
       表一显示了表示匹配次数的符号,这些符号用来确定紧靠该符号左边的符号出现的次数: 
             
 
                                         


假设我们要在文本文件中搜索美国的社会安全号码。这个号码的格式是999-99-9999。用来匹配它的正则表达式如图一所示。在正则表达式中,连字符(“-”)有着特殊的意义,它表示一个范围,比如从0到9。因此,匹配社会安全号码中的连字符号时,它的前面要加上一个转义字符“\”。 
                   
 
                    图一:匹配所有123-12-1234形式的社会安全号码
假设进行搜索的时候,你希望连字符号可以出现,也可以不出现——即,999-99-9999和999999999都属于正确的格式。这时,你可以在连字符号后面加上“?”数量限定符号,如图二所示: 
                

                    图二:匹配所有123-12-1234和123121234形式的社会安全号码
下面我们再来看另外一个例子。美国汽车牌照的一种格式是四个数字加上二个字母。它的正则表达式前面是数字部分“[0-9]{4}”,再加上字母部分“[A-Z]{2}”。图三显示了完整的正则表达式。 
                               


                     图三:匹配典型的美国汽车牌照号码,如8836KV
1.5 “否”符号 
“^”符号称为“否”符号。如果用在方括号内,“^”表示不想要匹配的字符。例如,图四的正则表达式匹配所有单词,但以“X”字母开头的单词除外。           
        
             

                    图四:匹配所有单词,但“X”开头的除外
1.6 圆括号和空白符号 
假设要从格式为“June 26, 1951”的生日日期中提取出月份部分,用来匹配该日期的正则表达式可以如图五所示: 
             


                     图五:匹配所有Moth DD,YYYY格式的日期
新出现的“\s”符号是空白符号,匹配所有的空白字符,包括Tab字符。如果字符串正确匹配,接下来如何提取出月份部分呢?只需在月份周围加上一个圆括号创建一个组,然后用ORO API(本文后面详细讨论)提取出它的值。修改后的正则表达式如图六所示: 
             



                      图六:匹配所有Month DD,YYYY格式的日期,定义月份值为第一个组
1.7 其它符号 
        为简便起见,你可以使用一些为常见正则表达式创建的快捷符号。如表二所示: 
表二:常用符号 
                    



例如,在前面社会安全号码的例子中,所有出现“[0-9]”的地方我们都可以使用“\d”。修改后的正则表达式如图七所示: 
                   


                       图七:匹配所有123-12-1234格式的社会安全号码

 
字符
B 字符B
\xhh 16进制值0xhh所表示的字符
\uhhhh 16进制值0xhhhh所表示的Unicode字符
\t Tab
\n 换行符
\r 回车符
\f 换页符
\e Escape

正则表达式的强大体现在它能定义字符集(character class)。下面是一些最常见的字符集及其定义的方式,此外还有一些预定义的字符集:
字符集
. 表示任意一个字符
[abc] 表示字符a,b,c中的任意一个(与a|b|c相同)
[^abc] 除a,b,c之外的任意一个字符(否定)
[a-zA-Z] 从a到z或A到Z当中的任意一个字符(范围)
[abc[hij]] a,b,c,h,i,j中的任意一个字符(与a|b|c|h|i|j相同)(并集)
[a-z&&[hij]] h,i,j中的一个(交集)
\s 空格字符(空格键, tab, 换行, 换页, 回车)
\S 非空格字符([^\s])
\d 一个数字,也就是[0-9]
\D 一个非数字的字符,也就是[^0-9]
\w 一个单词字符(word character),即[a-zA-Z_0-9]
\W 一个非单词的字符,[^\w]

在一些语言里,"\\"的意思是"只是要在正则表达式里插入一个反斜杠。没什么特别的意思。"但是在Java里,"\\"的意思是"要插入一个正则表达式的反斜杠,所以跟在它后面的那个字符的意思就变了。"举例来说,如果想表示一个或更多的"单词字符",那么这个正则表达式就应该是" \\w +"。如果要插入一个反斜杠,那就得用" \\\\ "。不过像换行,跳格之类的还是只用一根反斜杠:"\n\t"。
逻辑运算符
XY X 后面跟着 Y
X|Y X或Y
(X) 一个"要匹配的组(capturing group)". 以后可以用\i来表示第i个被匹配的组。


边界匹配符
^ 一行的开始
$ 一行的结尾
\b 一个单词的边界
\B 一个非单词的边界
\G 前一个匹配的结束
匹配的模式(Pattern flags)
compile( )方法还有一个版本,它需要一个控制正则表达式的匹配行为的参数:
Pattern Pattern.compile(String regex, int flag)
flag的取值范围如下:

 

Pattern.CANON_EQ

当且仅当两个字符的"正规分解(canonical decomposition)"都完全相同的情况下,才认定匹配。比如用了这个标志之后,表达式"a\u030A"会匹配"?"。默认情况下,不考虑"规范相等性(canonical equivalence)"。 

Pattern.CASE_INSENSITIVE(?i)

默认情况下,大小写不明感的匹配只适用于US-ASCII字符集。这个标志能让表达式忽略大小写进行匹配。要想对Unicode字符进行大小不明感的匹配,只要将UNICODE_CASE与这个标志合起来就行了。


Pattern.COMMENTS(?x) 
在这种模式下,匹配时会忽略(正则表达式里的)空格字符(注:不是指表达式里的"
\\s",而是指表达式里的空格,tab,回车之类)。注释从#开始,一直到这行结束。可以通过嵌入式的标志来启用Unix行模式。 

Pattern.DOTALL(?s) 
在这种模式下,表达式'.'可以匹配任意字符,包括表示一行的结束符。默认情况下,表达式'.'不匹配行的结束符。 

Pattern.MULTILINE(?m) 
在这种模式下,'^'和'$'分别匹配一行的开始和结束。此外,'^'仍然匹配字符串的开始,'$'也匹配字符串的结束。默认情况下,这两个表达式仅仅匹配字符串的开始和结束。


Pattern.UNICODE_CASE(?u) 
在这个模式下,如果你还启用了CASE_INSENSITIVE标志,那么它会对Unicode字符进行大小写不明感的匹配。默认情况下,大小写不明感的匹配只适用于US-ASCII字符集。


Pattern.UNIX_LINES(?d) 
在这个模式下,只有'\n'才被认作一行的中止,并且与'.','^',以及'$'进行匹配。 

       在这些标志里面,Pattern.CASE_INSENSITIVE,Pattern.MULTILINE,以及Pattern.COMMENTS是最有用的(其中Pattern.COMMENTS还能帮我们把思路理清楚,并且/或者做文档)。注意,你可以用在表达式里插记号的方式来启用绝大多数的模式。这些记号就在上面那张表的各个标志的下面。你希望模式从哪里开始启动,就在哪里插记号。

 

参考:1.http://www.jb51.net/article/16829.htm

2.http://edu.yesky.com/edupxpt/18/2143018.shtml

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