第二十节 Java 正则表达式

正则表达式定义了字符串的模式。

正则表达式可以用来搜索、编辑或处理文本。

正则表达式并不仅限于某一种语言，但是在每种语言中有细微的差别。

Java正则表达式和Perl的是最为相似的。

java.util.regex包主要包括以下三个类：

• Pattern类：

  pattern对象是一个正则表达式的编译表示。Pattern类没有公共构造方法。要创建一个Pattern对象，你必须首先调用其公共静态编译方法，它返回一个Pattern对象。该方法接受一个正则表达式作为它的第一个参数。

• Matcher类：

  Matcher对象是对输入字符串进行解释和匹配操作的引擎。与Pattern类一样，Matcher也没有公共构造方法。你需要调用Pattern对象的matcher方法来获得一个Matcher对象。

• PatternSyntaxException：

  PatternSyntaxException是一个非强制异常类，它表示一个正则表达式模式中的语法错误。

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捕获组

捕获组是把多个字符当一个单独单元进行处理的方法，它通过对括号内的字符分组来创建。

例如，正则表达式(dog) 创建了单一分组，组里包含"d"，"o"，和"g"。

捕获组是通过从左至右计算其开括号来编号。例如，在表达式（（A）（B（C））），有四个这样的组：

• ((A)(B(C)))
• (A)
• (B(C))
• (C)

可以通过调用matcher对象的groupCount方法来查看表达式有多少个分组。groupCount方法返回一个int值，表示matcher对象当前有多个捕获组。

还有一个特殊的组（组0），它总是代表整个表达式。该组不包括在groupCount的返回值中。

实例

下面的例子说明如何从一个给定的字符串中找到数字串：

import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;public class RegexMatches
{public static void main( String args[] ){// 按指定模式在字符串查找String line = "This order was placed for QT3000! OK?";String pattern = "(.*)(\\d+)(.*)";// 创建 Pattern 对象Pattern r = Pattern.compile(pattern);// 现在创建 matcher 对象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");}}
}

以上实例编译运行结果如下：

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

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正则表达式语法

字符	说明
\	将下一字符标记为特殊字符、文本、反向引用或八进制转义符。例如，"n"匹配字符"n"。"\n"匹配换行符。序列"\\"匹配"\"，"\("匹配"("。
^	匹配输入字符串开始的位置。如果设置了 RegExp 对象的 Multiline 属性，^ 还会与"\n"或"\r"之后的位置匹配。
$	匹配输入字符串结尾的位置。如果设置了 RegExp 对象的 Multiline 属性，$ 还会与"\n"或"\r"之前的位置匹配。
*	零次或多次匹配前面的字符或子表达式。例如，zo* 匹配"z"和"zoo"。* 等效于 {0,}。
+	一次或多次匹配前面的字符或子表达式。例如，"zo+"与"zo"和"zoo"匹配，但与"z"不匹配。+ 等效于 {1,}。
?	零次或一次匹配前面的字符或子表达式。例如，"do(es)?"匹配"do"或"does"中的"do"。? 等效于 {0,1}。
{n}	n 是非负整数。正好匹配 n 次。例如，"o{2}"与"Bob"中的"o"不匹配，但与"food"中的两个"o"匹配。
{n,}	n 是非负整数。至少匹配 n 次。例如，"o{2,}"不匹配"Bob"中的"o"，而匹配"foooood"中的所有 o。"o{1,}"等效于"o+"。"o{0,}"等效于"o*"。
{n,m}	M 和 n 是非负整数，其中 n <= m。匹配至少 n 次，至多 m 次。例如，"o{1,3}"匹配"fooooood"中的头三个 o。'o{0,1}' 等效于 'o?'。注意：您不能将空格插入逗号和数字之间。
?	当此字符紧随任何其他限定符（*、+、?、{n}、{n,}、{n,m}）之后时，匹配模式是"非贪心的"。"非贪心的"模式匹配搜索到的、尽可能短的字符串，而默认的"贪心的"模式匹配搜索到的、尽可能长的字符串。例如，在字符串"oooo"中，"o+?"只匹配单个"o"，而"o+"匹配所有"o"。
.	匹配除"\r\n"之外的任何单个字符。若要匹配包括"\r\n"在内的任意字符，请使用诸如"[\s\S]"之类的模式。
(pattern)	匹配 pattern 并捕获该匹配的子表达式。可以使用 $0…$9 属性从结果"匹配"集合中检索捕获的匹配。若要匹配括号字符 ( )，请使用"\("或者"\)"。
(?:pattern)	匹配 pattern 但不捕获该匹配的子表达式，即它是一个非捕获匹配，不存储供以后使用的匹配。这对于用"or"字符 (|) 组合模式部件的情况很有用。例如，'industr(?:y|ies) 是比 'industry|industries' 更经济的表达式。
(?=pattern)	执行正向预测先行搜索的子表达式，该表达式匹配处于匹配 pattern 的字符串的起始点的字符串。它是一个非捕获匹配，即不能捕获供以后使用的匹配。例如，'Windows (?=95|98|NT|2000)' 匹配"Windows 2000"中的"Windows"，但不匹配"Windows 3.1"中的"Windows"。预测先行不占用字符，即发生匹配后，下一匹配的搜索紧随上一匹配之后，而不是在组成预测先行的字符后。
(?!pattern)	执行反向预测先行搜索的子表达式，该表达式匹配不处于匹配 pattern 的字符串的起始点的搜索字符串。它是一个非捕获匹配，即不能捕获供以后使用的匹配。例如，'Windows (?!95|98|NT|2000)' 匹配"Windows 3.1"中的 "Windows"，但不匹配"Windows 2000"中的"Windows"。预测先行不占用字符，即发生匹配后，下一匹配的搜索紧随上一匹配之后，而不是在组成预测先行的字符后。
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。匹配包含的任一字符。例如，"[abc]"匹配"plain"中的"a"。
[^xyz]	反向字符集。匹配未包含的任何字符。例如，"[^abc]"匹配"plain"中"p"，"l"，"i"，"n"。
[a-z]	字符范围。匹配指定范围内的任何字符。例如，"[a-z]"匹配"a"到"z"范围内的任何小写字母。
[^a-z]	反向范围字符。匹配不在指定的范围内的任何字符。例如，"[^a-z]"匹配任何不在"a"到"z"范围内的任何字符。
\b	匹配一个字边界，即字与空格间的位置。例如，"er\b"匹配"never"中的"er"，但不匹配"verb"中的"er"。
\B	非字边界匹配。"er\B"匹配"verb"中的"er"，但不匹配"never"中的"er"。
\cx	匹配 x 指示的控制字符。例如，\cM 匹配 Control-M 或回车符。x 的值必须在 A-Z 或 a-z 之间。如果不是这样，则假定 c 就是"c"字符本身。
\d	数字字符匹配。等效于 [0-9]。
\D	非数字字符匹配。等效于 [^0-9]。
\f	换页符匹配。等效于 \x0c 和 \cL。
\n	换行符匹配。等效于 \x0a 和 \cJ。
\r	匹配一个回车符。等效于 \x0d 和 \cM。
\s	匹配任何空白字符，包括空格、制表符、换页符等。与 [ \f\n\r\t\v] 等效。
\S	匹配任何非空白字符。与 [^ \f\n\r\t\v] 等效。
\t	制表符匹配。与 \x09 和 \cI 等效。
\v	垂直制表符匹配。与 \x0b 和 \cK 等效。
\w	匹配任何字类字符，包括下划线。与"[A-Za-z0-9_]"等效。
\W	与任何非单词字符匹配。与"[^A-Za-z0-9_]"等效。
\xn	匹配 n，此处的 n 是一个十六进制转义码。十六进制转义码必须正好是两位数长。例如，"\x41"匹配"A"。"\x041"与"\x04"&"1"等效。允许在正则表达式中使用 ASCII 代码。
\num	匹配 num，此处的 num 是一个正整数。到捕获匹配的反向引用。例如，"(.)\1"匹配两个连续的相同字符。
\n	标识一个八进制转义码或反向引用。如果 \n 前面至少有 n 个捕获子表达式，那么 n 是反向引用。否则，如果 n 是八进制数 (0-7)，那么 n 是八进制转义码。
\nm	标识一个八进制转义码或反向引用。如果 \nm 前面至少有 nm 个捕获子表达式，那么 nm 是反向引用。如果 \nm 前面至少有 n 个捕获，则 n 是反向引用，后面跟有字符 m。如果两种前面的情况都不存在，则 \nm 匹配八进制值 nm，其中 n 和 m 是八进制数字 (0-7)。
\nml	当 n 是八进制数 (0-3)，m 和 l 是八进制数 (0-7) 时，匹配八进制转义码 nml。
\un	匹配 n，其中 n 是以四位十六进制数表示的 Unicode 字符。例如，\u00A9 匹配版权符号 (©)。

Matcher类的方法

索引方法

索引方法提供了有用的索引值，精确表明输入字符串中在哪能找到匹配：

序号	方法及说明
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间，由给定组所捕获的子序列的初始索引
3	public int end() 返回最后匹配字符之后的偏移量。
4	public int end(int group) 返回在以前的匹配操作期间，由给定组所捕获子序列的最后字符之后的偏移量。

研究方法

研究方法用来检查输入字符串并返回一个布尔值，表示是否找到该模式：

序号	方法及说明
1	public boolean lookingAt()  尝试将从区域开头开始的输入序列与该模式匹配。
2	public boolean find() 尝试查找与该模式匹配的输入序列的下一个子序列。
3	public boolean find(int start） 重置此匹配器，然后尝试查找匹配该模式、从指定索引开始的输入序列的下一个子序列。
4	public boolean matches() 尝试将整个区域与模式匹配。

替换方法

替换方法是替换输入字符串里文本的方法：

序号	方法及说明
1	public Matcher appendReplacement(StringBuffer sb, String replacement) 实现非终端添加和替换步骤。
2	public StringBuffer appendTail(StringBuffer sb) 实现终端添加和替换步骤。
3	public String 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。
4	public String 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。
5	public static String quoteReplacement(String s) 返回指定字符串的字面替换字符串。这个方法返回一个字符串，就像传递给Matcher类的appendReplacement 方法一个字面字符串一样工作。

start 和end 方法

下面是一个对单词"cat"出现在输入字符串中出现次数进行计数的例子：

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); // 获取 matcher 对象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());}}
}

以上实例编译运行结果如下：

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

可以看到这个例子是使用单词边界，以确保字母 "c" "a" "t" 并非仅是一个较长的词的子串。它也提供了一些关于输入字符串中匹配发生位置的有用信息。

Start方法返回在以前的匹配操作期间，由给定组所捕获的子序列的初始索引，end方法最后一个匹配字符的索引加1。

matches 和lookingAt 方法

matches 和lookingAt 方法都用来尝试匹配一个输入序列模式。它们的不同是matches要求整个序列都匹配，而lookingAt 不要求。

这两个方法经常在输入字符串的开始使用。

我们通过下面这个例子，来解释这个功能：

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());}
}

以上实例编译运行结果如下：

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

replaceFirst 和replaceAll 方法

replaceFirst 和replaceAll 方法用来替换匹配正则表达式的文本。不同的是，replaceFirst 替换首次匹配，replaceAll 替换所有匹配。

下面的例子来解释这个功能：

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 objectMatcher m = p.matcher(INPUT); INPUT = m.replaceAll(REPLACE);System.out.println(INPUT);}
}

以上实例编译运行结果如下：

The cat says meow. All cats say meow.

appendReplacement 和 appendTail 方法

Matcher 类也提供了appendReplacement 和appendTail 方法用于文本替换：

看下面的例子来解释这个功能：

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);// 获取 matcher 对象Matcher m = p.matcher(INPUT);StringBuffer sb = new StringBuffer();while(m.find()){m.appendReplacement(sb,REPLACE);}m.appendTail(sb);System.out.println(sb.toString());}
}

以上实例编译运行结果如下：

-foo-foo-foo-

PatternSyntaxException 类的方法

PatternSyntaxException 是一个非强制异常类，它指示一个正则表达式模式中的语法错误。

PatternSyntaxException 类提供了下面的方法来帮助我们查看发生了什么错误。

序号	方法及说明
1	public String getDescription() 获取错误的描述。
2	public int getIndex()  获取错误的索引。
3	public String getPattern() 获取错误的正则表达式模式。
4	public String getMessage() 返回多行字符串，包含语法错误及其索引的描述、错误的正则表达式模式和模式中错误索引的可视化指示。