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Java - 15 Java 正則表示式

Java 正則表示式

正則表示式定義了字串的模式。

正則表示式可以用來搜尋、編輯或處理文字。

正則表示式並不僅限於某一種語言,但是在每種語言中有細微的差別。

Java正則表示式和Perl的是最為相似的。

java.util.regex包主要包括以下三個類:

  • Pattern類:

    pattern物件是一個正則表示式的編譯表示。Pattern類沒有公共構造方法。要建立一個Pattern物件,你必須首先呼叫其公共靜態編譯方法,它返回一個Pattern物件。該方法接受一個正則表示式作為它的第一個引數。

  • Matcher類:

    Matcher物件是對輸入字串進行解釋和匹配操作的引擎。與Pattern類一樣,Matcher也沒有公共構造方法。你需要呼叫Pattern物件的matcher方法來獲得一個Matcher物件。

  • PatternSyntaxException:

    PatternSyntaxException是一個非強制異常類,它表示一個正則表示式模式中的語法錯誤。


捕獲組

捕獲組是把多個字元當一個單獨單元進行處理的方法,它通過對括號內的字元分組來建立。

例如,正則表示式(dog) 建立了單一分組,組裡包含"d","o",和"g"。

捕獲組是通過從左至右計算其開括號來編號。例如,在表示式((A)(B(C))),有四個這樣的組:

  • ((A)(B(C)))
  • (A)
  • (B(C))
  • (C)

可以通過呼叫matcher物件的groupCount方法來查看錶達式有多少個分組。groupCount方法返回一個int值,表示matcher物件當前有多個捕獲組。

還有一個特殊的組(組0),它總是代表整個表示式。該組不包括在groupCount的返回值中。

例項

下面的例子說明如何從一個給定的字串中找到數字串:

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

public class RegexMatches
{
    public static void main( String args[] ){

      // 按指定模式在字串查詢
      String line = "This order was placed for QT3000! OK?";
      String pattern = "(.*)(\\d+)(.*)";

      // 建立 Pattern 物件
      Pattern r = Pattern.compile(pattern);

      // 現在建立 matcher 物件
      Matcher m = r.matcher(line);
      if (m.find( )) {
         System.out.println("Found value: " + m.group(0) );
         System.out.println("Found value: " + m.group(1) );
         System.out.println("Found value: " + m.group(2) );
      } else {
         System.out.println("NO MATCH");
      }
   }
}

以上例項編譯執行結果如下:

Found value: This order was placed for QT3000! OK?
Found value: This order was placed for QT300
Found value: 0

正則表示式語法

字元

說明

\

將下一字元標記為特殊字元、文字、反向引用或八進位制轉義符。例如,"n"匹配字元"n"。"\n"匹配換行符。序列"\\"匹配"\","\("匹配"("。

^

匹配輸入字串開始的位置。如果設定了 RegExp 物件的 Multiline 屬性,^ 還會與"\n"或"\r"之後的位置匹配。

$

匹配輸入字串結尾的位置。如果設定了 RegExp 物件的 Multiline 屬性,$ 還會與"\n"或"\r"之前的位置匹配。

*

零次或多次匹配前面的字元或子表示式。例如,zo* 匹配"z"和"zoo"。* 等效於 {0,}。

+

一次或多次匹配前面的字元或子表示式。例如,"zo+"與"zo"和"zoo"匹配,但與"z"不匹配。+ 等效於 {1,}。

?

零次或一次匹配前面的字元或子表示式。例如,"do(es)?"匹配"do"或"does"中的"do"。? 等效於 {0,1}。

{n}

是非負整數。正好匹配 n 次。例如,"o{2}"與"Bob"中的"o"不匹配,但與"food"中的兩個"o"匹配。

{n,}

是非負整數。至少匹配 次。例如,"o{2,}"不匹配"Bob"中的"o",而匹配"foooood"中的所有 o。"o{1,}"等效於"o+"。"o{0,}"等效於"o*"。

{n,m}

M 和 n 是非負整數,其中 n <= m。匹配至少 n 次,至多 m 次。例如,"o{1,3}"匹配"fooooood"中的頭三個 o。'o{0,1}' 等效於 'o?'。注意:您不能將空格插入逗號和數字之間。

?

當此字元緊隨任何其他限定符(*、+、?、{n}、{n,}、{n,m})之後時,匹配模式是"非貪心的"。"非貪心的"模式匹配搜尋到的、儘可能短的字串,而預設的"貪心的"模式匹配搜尋到的、儘可能長的字串。例如,在字串"oooo"中,"o+?"只匹配單個"o",而"o+"匹配所有"o"。

.

匹配除"\r\n"之外的任何單個字元。若要匹配包括"\r\n"在內的任意字元,請使用諸如"[\s\S]"之類的模式。

(pattern)

匹配 pattern 並捕獲該匹配的子表示式。可以使用 $0…$9 屬性從結果"匹配"集合中檢索捕獲的匹配。若要匹配括號字元 ( ),請使用"\("或者"\)"。

(?:pattern)

匹配 pattern 但不捕獲該匹配的子表示式,即它是一個非捕獲匹配,不儲存供以後使用的匹配。這對於用"or"字元 (|) 組合模式部件的情況很有用。例如,'industr(?:y|ies) 是比 'industry|industries' 更經濟的表示式。

(?=pattern)

執行正向預測先行搜尋的子表示式,該表示式匹配處於匹配 pattern 的字串的起始點的字串。它是一個非捕獲匹配,即不能捕獲供以後使用的匹配。例如,'Windows (?=95|98|NT|2000)' 匹配"Windows 2000"中的"Windows",但不匹配"Windows 3.1"中的"Windows"。預測先行不佔用字元,即發生匹配後,下一匹配的搜尋緊隨上一匹配之後,而不是在組成預測先行的字元後。

(?!pattern)

執行反向預測先行搜尋的子表示式,該表示式匹配不處於匹配 pattern 的字串的起始點的搜尋字串。它是一個非捕獲匹配,即不能捕獲供以後使用的匹配。例如,'Windows (?!95|98|NT|2000)' 匹配"Windows 3.1"中的 "Windows",但不匹配"Windows 2000"中的"Windows"。預測先行不佔用字元,即發生匹配後,下一匹配的搜尋緊隨上一匹配之後,而不是在組成預測先行的字元後。

x|y

匹配 x 或 y。例如,'z|food' 匹配"z"或"food"。'(z|f)ood' 匹配"zood"或"food"。

[xyz]

字符集。匹配包含的任一字元。例如,"[abc]"匹配"plain"中的"a"。

[^xyz]

反向字符集。匹配未包含的任何字元。例如,"[^abc]"匹配"plain"中"p","l","i","n"。

[a-z]

字元範圍。匹配指定範圍內的任何字元。例如,"[a-z]"匹配"a"到"z"範圍內的任何小寫字母。

[^a-z]

反向範圍字元。匹配不在指定的範圍內的任何字元。例如,"[^a-z]"匹配任何不在"a"到"z"範圍內的任何字元。

\b

匹配一個字邊界,即字與空格間的位置。例如,"er\b"匹配"never"中的"er",但不匹配"verb"中的"er"。

\B

非字邊界匹配。"er\B"匹配"verb"中的"er",但不匹配"never"中的"er"。

\cx

匹配 x 指示的控制字元。例如,\cM 匹配 Control-M 或回車符。x 的值必須在 A-Z 或 a-z 之間。如果不是這樣,則假定 c 就是"c"字元本身。

\d

數字字元匹配。等效於 [0-9]。

\D

非數字字元匹配。等效於 [^0-9]。

\f

換頁符匹配。等效於 \x0c 和 \cL。

\n

換行符匹配。等效於 \x0a 和 \cJ。

\r

匹配一個回車符。等效於 \x0d 和 \cM。

\s

匹配任何空白字元,包括空格、製表符、換頁符等。與 [ \f\n\r\t\v] 等效。

\S

匹配任何非空白字元。與 [^ \f\n\r\t\v] 等效。

\t

製表符匹配。與 \x09 和 \cI 等效。

\v

垂直製表符匹配。與 \x0b 和 \cK 等效。

\w

匹配任何字類字元,包括下劃線。與"[A-Za-z0-9_]"等效。

\W

與任何非單詞字元匹配。與"[^A-Za-z0-9_]"等效。

\xn

匹配 n,此處的 n 是一個十六進位制轉義碼。十六進位制轉義碼必須正好是兩位數長。例如,"\x41"匹配"A"。"\x041"與"\x04"&"1"等效。允許在正則表示式中使用 ASCII 程式碼。

\num

匹配 num,此處的 num 是一個正整數。到捕獲匹配的反向引用。例如,"(.)\1"匹配兩個連續的相同字元。

\n

標識一個八進位制轉義碼或反向引用。如果 \n 前面至少有 n 個捕獲子表示式,那麼 n 是反向引用。否則,如果 n 是八進位制數 (0-7),那麼 n 是八進位制轉義碼。

\nm

標識一個八進位制轉義碼或反向引用。如果 \nm 前面至少有 nm 個捕獲子表示式,那麼 nm 是反向引用。如果 \nm 前面至少有 n 個捕獲,則 n 是反向引用,後面跟有字元 m。如果兩種前面的情況都不存在,則 \nm 匹配八進位制值 nm,其中 和 m 是八進位制數字 (0-7)。

\nml

當 n 是八進位制數 (0-3),m 和 l 是八進位制數 (0-7) 時,匹配八進位制轉義碼 nml

\un

匹配 n,其中 n 是以四位十六進位制數表示的 Unicode 字元。例如,\u00A9 匹配版權符號 (©)。

Matcher類的方法

索引方法

索引方法提供了有用的索引值,精確表明輸入字串中在哪能找到匹配:

序號 方法及說明
1 public int start() 
返回以前匹配的初始索引。
2 public int start(int group)
 返回在以前的匹配操作期間,由給定組所捕獲的子序列的初始索引
3 public int end()
返回最後匹配字元之後的偏移量。
4 public int end(int group)
返回在以前的匹配操作期間,由給定組所捕獲子序列的最後字元之後的偏移量。

研究方法

研究方法用來檢查輸入字串並返回一個布林值,表示是否找到該模式:

序號 方法及說明
1 public boolean lookingAt() 
 嘗試將從區域開頭開始的輸入序列與該模式匹配。
2 public boolean find() 
嘗試查詢與該模式匹配的輸入序列的下一個子序列。
3 public boolean find(int start)
重置此匹配器,然後嘗試查詢匹配該模式、從指定索引開始的輸入序列的下一個子序列。
4 public boolean matches() 
嘗試將整個區域與模式匹配。

替換方法

替換方法是替換輸入字串裡文字的方法:

序號 方法及說明
1 public Matcher appendReplacement(StringBuffer sb, String replacement)
實現非終端新增和替換步驟。
2 public StringBuffer appendTail(StringBuffer sb)
實現終端新增和替換步驟。
3 public String replaceAll(String replacement) 
 替換模式與給定替換字串相匹配的輸入序列的每個子序列。
4 public String replaceFirst(String replacement)
 替換模式與給定替換字串匹配的輸入序列的第一個子序列。
5 public static String quoteReplacement(String s)
返回指定字串的字面替換字串。這個方法返回一個字串,就像傳遞給Matcher類的appendReplacement 方法一個字面字串一樣工作。

start 和end 方法

下面是一個對單詞"cat"出現在輸入字串中出現次數進行計數的例子:

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

public class RegexMatches
{
    private static final String REGEX = "\\bcat\\b";
    private static final String INPUT =
                                    "cat cat cat cattie cat";

    public static void main( String args[] ){
       Pattern p = Pattern.compile(REGEX);
       Matcher m = p.matcher(INPUT); // 獲取 matcher 物件
       int count = 0;

       while(m.find()) {
         count++;
         System.out.println("Match number "+count);
         System.out.println("start(): "+m.start());
         System.out.println("end(): "+m.end());
      }
   }
}

以上例項編譯執行結果如下:

Match number 1
start(): 0
end(): 3
Match number 2
start(): 4
end(): 7
Match number 3
start(): 8
end(): 11
Match number 4
start(): 19
end(): 22

可以看到這個例子是使用單詞邊界,以確保字母 "c" "a" "t" 並非僅是一個較長的詞的子串。它也提供了一些關於輸入字串中匹配發生位置的有用資訊。

Start方法返回在以前的匹配操作期間,由給定組所捕獲的子序列的初始索引,end方法最後一個匹配字元的索引加1。

matches 和lookingAt 方法

matches 和lookingAt 方法都用來嘗試匹配一個輸入序列模式。它們的不同是matcher要求整個序列都匹配,而lookingAt 不要求。

這兩個方法經常在輸入字串的開始使用。

我們通過下面這個例子,來解釋這個功能:

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

public class RegexMatches
{
    private static final String REGEX = "foo";
    private static final String INPUT = "fooooooooooooooooo";
    private static Pattern pattern;
    private static Matcher matcher;

    public static void main( String args[] ){
       pattern = Pattern.compile(REGEX);
       matcher = pattern.matcher(INPUT);

       System.out.println("Current REGEX is: "+REGEX);
       System.out.println("Current INPUT is: "+INPUT);

       System.out.println("lookingAt(): "+matcher.lookingAt());
       System.out.println("matches(): "+matcher.matches());
   }
}

以上例項編譯執行結果如下:

Current REGEX is: foo
Current INPUT is: fooooooooooooooooo
lookingAt(): true
matches(): false

replaceFirst 和replaceAll 方法

replaceFirst 和replaceAll 方法用來替換匹配正則表示式的文字。不同的是,replaceFirst 替換首次匹配,replaceAll 替換所有匹配。

下面的例子來解釋這個功能:

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

public class RegexMatches
{
    private static String REGEX = "dog";
    private static String INPUT = "The dog says meow. " +
                                    "All dogs say meow.";
    private static String REPLACE = "cat";

    public static void main(String[] args) {
       Pattern p = Pattern.compile(REGEX);
       // get a matcher object
       Matcher m = p.matcher(INPUT); 
       INPUT = m.replaceAll(REPLACE);
       System.out.println(INPUT);
   }
}

以上例項編譯執行結果如下:

The cat says meow. All cats say meow.

appendReplacement 和 appendTail 方法

Matcher 類也提供了appendReplacement 和appendTail 方法用於文字替換:

看下面的例子來解釋這個功能:

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

public class RegexMatches
{
   private static String REGEX = "a*b";
   private static String INPUT = "aabfooaabfooabfoob";
   private static String REPLACE = "-";
   public static void main(String[] args) {
      Pattern p = Pattern.compile(REGEX);
      // 獲取 matcher 物件
      Matcher m = p.matcher(INPUT);
      StringBuffer sb = new StringBuffer();
      while(m.find()){
         m.appendReplacement(sb,REPLACE);
      }
      m.appendTail(sb);
      System.out.println(sb.toString());
   }
}

以上例項編譯執行結果如下:

-foo-foo-foo-

PatternSyntaxException 類的方法

PatternSyntaxException 是一個非強制異常類,它指示一個正則表示式模式中的語法錯誤。

PatternSyntaxException 類提供了下面的方法來幫助我們檢視發生了什麼錯誤。

序號 方法及說明
1 public String getDescription()
獲取錯誤的描述。
2 public int getIndex() 
 獲取錯誤的索引。
3 public String getPattern() 
獲取錯誤的正則表示式模式。
4 public String getMessage() 
返回多行字串,包含語法錯誤及其索引的描述、錯誤的正則表示式模式和模式中錯誤索引的視覺化指示。