柚子快報(bào)邀請碼778899分享：java 正則表達(dá)式的使用
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簡介什么是正則表達(dá)式正則表達(dá)式在Java中的應(yīng)用
Java正則表達(dá)式基礎(chǔ)常用的正則表達(dá)式符號和規(guī)則Java中的正則表達(dá)式類：Pattern和Matcher
Java正則表達(dá)式實(shí)例字符串匹配字符串搜索字符串替換字符串分割驗(yàn)證電子郵件地址驗(yàn)證手機(jī)號碼（假設(shè)我們只接受10位數(shù)字）驗(yàn)證URL驗(yàn)證IP地址提取字符串中的數(shù)字驗(yàn)證是否是數(shù)字驗(yàn)證是否是字母驗(yàn)證是否是日期（格式：yyyy-mm-dd）驗(yàn)證密碼強(qiáng)度（至少8個(gè)字符，包含大寫字母，小寫字母和數(shù)字）
Java正則表達(dá)式的實(shí)現(xiàn)Pattern類的實(shí)現(xiàn)Matcher類的實(shí)現(xiàn)
Java正則表達(dá)式的性能優(yōu)化預(yù)編譯正則表達(dá)式使用非捕獲組
簡介
什么是正則表達(dá)式
正則表達(dá)式（Regular Expression，通常簡稱為regex，regexp或RE），是一種強(qiáng)大的文本處理工具，它是一種用于匹配字符串中字符組合的模式。正則表達(dá)式可以用來檢查一個(gè)字符串是否含有某種子串、將匹配的子串替換或從某個(gè)字符串中取出符合某個(gè)條件的子串等。
例如，正則表達(dá)式 a.b 可以匹配 “acb”、“aeb”、“a1b” 等，. 是一個(gè)特殊字符，代表任何字符（除了換行符）。
String regex = "a.b";
String str = "acb";
boolean matches = str.matches(regex); // returns true
正則表達(dá)式在Java中的應(yīng)用
在Java中，正則表達(dá)式主要通過 java.util.regex 包中的兩個(gè)類 Pattern 和 Matcher 來使用。Pattern 類用于編譯正則表達(dá)式，而 Matcher 類用于執(zhí)行通過 Pattern 類編譯的正則表達(dá)式在字符序列上的操作。
正則表達(dá)式在Java中的應(yīng)用廣泛，包括但不限于：
驗(yàn)證輸入：例如，檢查用戶輸入的電子郵件地址或電話號碼是否有效。搜索文本：例如，搜索日志文件中的特定錯(cuò)誤模式。文本替換：例如，將文本文件中的所有 “colour” 替換為 “color”。數(shù)據(jù)提取：例如，從文本文件中提取所有電子郵件地址。
import java.util.regex.Pattern;
import java.util.regex.Matcher;
Pattern pattern = Pattern.compile("a.b");
Matcher matcher = pattern.matcher("acb");
boolean matches = matcher.matches(); // returns true
Java正則表達(dá)式基礎(chǔ)
常用的正則表達(dá)式符號和規(guī)則
正則表達(dá)式是由普通字符（例如字符 a 到 z）以及特殊字符（稱為"元字符"）組成的文本模式。以下是一些常用的元字符和它們的含義：
.：匹配任何單個(gè)字符（除了換行符）。*：匹配前面的元素零次或多次。+：匹配前面的元素一次或多次。?：匹配前面的元素零次或一次。^：匹配輸入字符串的開始位置。$：匹配輸入字符串的結(jié)束位置。{n}：精確匹配n次前面的字符或者表達(dá)式。{n,}：匹配n次或更多次前面的字符或者表達(dá)式。{n,m}：匹配至少n次，至多m次前面的字符或者表達(dá)式。[abc]：匹配方括號內(nèi)的任何字符，例如 a、b 或 c。[^abc]：匹配除了方括號內(nèi)字符的任何字符。(pattern)：匹配pattern并獲取這一匹配。所獲取的匹配可以從產(chǎn)生的 Matches 集合得到。\d：匹配數(shù)字，等價(jià)于 [0-9]。\D：匹配非數(shù)字，等價(jià)于 [^0-9]。\s：匹配任何空白字符，包括空格、制表符、換頁符等等，等價(jià)于 [ \f\n\r\t\v]。\S：匹配任何非空白字符，等價(jià)于 [^ \f\n\r\t\v]。\w：匹配字母或數(shù)字或下劃線或漢字，等價(jià)于 [A-Za-z0-9_]。\W：匹配任何非單詞字符，等價(jià)于 [^A-Za-z0-9_]。
Java中的正則表達(dá)式類：Pattern和Matcher
在Java中，正則表達(dá)式的操作主要通過 java.util.regex 包中的兩個(gè)類 Pattern 和 Matcher 來實(shí)現(xiàn)。
Pattern 類：這是一個(gè)正則表達(dá)式的編譯表示。Pattern 對象是一個(gè)多態(tài)的表達(dá)式，給定的正則表達(dá)式必須首先被編譯為此類的一個(gè)實(shí)例。然后，這個(gè)模式可以被用來創(chuàng)建 Matcher 對象，以便匹配任意字符序列。 Matcher 類：通過解釋 Pattern 對象而得到的正則表達(dá)式匹配的引擎。所有的匹配操作都通過這個(gè)類完成。
import java.util.regex.Pattern;
import java.util.regex.Matcher;
// 創(chuàng)建 Pattern 對象
Pattern r = Pattern.compile("[a-z]+");
// 現(xiàn)在創(chuàng)建 matcher 對象
Matcher m = r.matcher("hello world");
boolean b = m.matches();
Java正則表達(dá)式實(shí)例
字符串匹配
在Java中，我們可以使用 String 類的 matches() 方法來測試字符串是否匹配給定的正則表達(dá)式。
String content = "Hello, this is a test.";
// 返回 true
boolean isMatch = content.matches(".*test.*");
在上述代碼中，.*test.* 是一個(gè)正則表達(dá)式，它表示任何包含 “test” 的字符串。
字符串搜索
我們可以使用 Matcher 類的 find() 方法來搜索字符串中的子串。
import java.util.regex.Pattern;
import java.util.regex.Matcher;
String content = "I am a student. I am learning Java.";
Pattern pattern = Pattern.compile("am");
Matcher matcher = pattern.matcher(content);
while (matcher.find()) {
System.out.println("Found at: " + matcher.start() + " - " + matcher.end());
// Found at: 2 - 4
// Found at: 18 - 20
}
在上述代碼中，我們創(chuàng)建了一個(gè) Pattern 對象，用于編譯正則表達(dá)式 “am”，然后使用 Matcher 對象來查找與該模式匹配的子串。
字符串替換
我們可以使用 String 類的 replaceAll() 方法來替換字符串中匹配給定正則表達(dá)式的子串。
String content = "I am a student. I am learning Java.";
String updatedContent = content.replaceAll("am", "AM");
String updatedBlankSpace = content.replaceAll("\\s+", "_")
// 輸出 "I AM a student. I AM learning Java."
System.out.println(updatedContent);
// 輸出 "I_am_a_student._I_am_learning_Java."
System.out.println(updatedBlankSpace);
字符串分割
我們可以使用 String 類的 split() 方法來根據(jù)給定的正則表達(dá)式分割字符串。
String content = "I am a student. I am learning Java.";
String[] words = content.split("\\s+"); // 使用一個(gè)或多個(gè)空格進(jìn)行分割
for (String word : words) {
System.out.println(word);
}
驗(yàn)證電子郵件地址
^：表示字符串的開始。[\\w-]+：匹配一個(gè)或多個(gè)字母、數(shù)字、下劃線或連字符。這部分匹配電子郵件地址的本地部分（即@符號之前的部分）。(\\.[\\w-]+)*：匹配一個(gè)點(diǎn)號后跟一個(gè)或多個(gè)字母、數(shù)字、下劃線或連字符的序列，出現(xiàn)0次或多次。這部分允許本地部分包含點(diǎn)號分隔的子部分。@：匹配一個(gè)@符號。[\\w-]+：匹配一個(gè)或多個(gè)字母、數(shù)字、下劃線或連字符。這部分匹配域名的第一部分。(\\.[\\w-]+)*：匹配一個(gè)點(diǎn)號后跟一個(gè)或多個(gè)字母、數(shù)字、下劃線或連字符的序列，出現(xiàn)0次或多次。這部分允許域名包含點(diǎn)號分隔的子域。(\\.[a-zA-Z]{2,})：匹配一個(gè)點(diǎn)號后跟兩個(gè)或更多字母。這部分匹配頂級域名（如 .com、.org 等）。$：表示字符串的結(jié)束。
所以，這個(gè)正則表達(dá)式的含義是：一個(gè)字符串從開始到結(jié)束必須是一個(gè)有效的電子郵件地址，格式為 local-part@domain，其中 local-part 和 domain 可以包含字母、數(shù)字、下劃線、連字符和點(diǎn)號，頂級域名部分至少包含兩個(gè)字母。 需要注意的是，這個(gè)正則表達(dá)式雖然涵蓋了大多數(shù)常見的電子郵件格式，但并不完全符合所有可能的電子郵件格式。例如，它不支持帶有引號的本地部分或包含特殊字符的域名。如果你需要一個(gè)更精確的電子郵件正則表達(dá)式，可能需要使用更復(fù)雜的模式。
String email = "user@example.com";
Pattern pattern = Pattern.compile("^[\\w-]+(\\.[\\w-]+)*@[\\w-]+(\\.[\\w-]+)*(\\.[a-zA-Z]{2,})$");
Matcher matcher = pattern.matcher(email);
System.out.println(matcher.matches()); // 輸出：true 或 false
驗(yàn)證手機(jī)號碼（假設(shè)我們只接受10位數(shù)字）
String phoneNumber = "1234567890";
Pattern pattern = Pattern.compile("^\\d{10}$");
Matcher matcher = pattern.matcher(phoneNumber);
System.out.println(matcher.matches()); // 輸出：true 或 false
驗(yàn)證URL
^：表示字符串的開始。(http|https|ftp)://：匹配URL的協(xié)議部分，可以是http、https或ftp，后面跟著://。[^\\s/$.?#].：匹配URL的主機(jī)名部分。具體來說：
[^\\s/$.?#]：匹配除空白字符、/、$、.、?、#之外的任何字符。.：匹配任何字符，除了換行符。 [^\\s]*：匹配除空白字符之外的任何字符，出現(xiàn)0次或多次。$：表示字符串的結(jié)束。
所以，這個(gè)正則表達(dá)式的含義是：一個(gè)字符串從開始到結(jié)束必須是一個(gè)有效的URL，格式為 protocol://hostname/path，其中 protocol 可以是http、https或ftp，hostname 和 path 不能包含空白字符、/、$、.、?、#。 需要注意的是，這個(gè)正則表達(dá)式并不完全符合URL的規(guī)范，例如它不支持包含/、$、.、?、#的路徑，也不支持包含.的主機(jī)名。如果你需要一個(gè)更精確的URL正則表達(dá)式，可能需要使用更復(fù)雜的模式。
String url = "http://www.example.com";
Pattern pattern = Pattern.compile("^(http|https|ftp)://[^\\s/$.?#].[^\\s]*$");
Matcher matcher = pattern.matcher(url);
System.out.println(matcher.matches()); // 輸出：true 或 false
驗(yàn)證IP地址
^：表示字符串的開始。((25[0-5]|2[0-4]\\d|[01]?\\d\\d?)\\.){3}：匹配前三段數(shù)字和它們后面的點(diǎn)號。
25[0-5]：匹配250到255之間的數(shù)字。2[0-4]\\d：匹配200到249之間的數(shù)字。[01]?\\d\\d?：匹配0到199之間的數(shù)字。具體來說：
[01]?：匹配0或1，出現(xiàn)0次或1次。\\d\\d?：匹配一個(gè)或兩個(gè)數(shù)字。 \\.：匹配一個(gè)點(diǎn)號。{3}：表示前面的模式（即 ((25[0-5]|2[0-4]\\d|[01]?\\d\\d?)\\.)）重復(fù)3次。 (25[0-5]|2[0-4]\\d|[01]?\\d\\d?)：匹配最后一段數(shù)字。
這部分與前面的模式相同，但不包含點(diǎn)號。 $：表示字符串的結(jié)束。
所以，這個(gè)正則表達(dá)式的含義是：一個(gè)字符串從開始到結(jié)束必須是一個(gè)有效的IPv4地址，格式為 xxx.xxx.xxx.xxx，其中每個(gè) xxx 是0到255之間的數(shù)字。
String ip = "192.168.1.1";
Pattern pattern = Pattern.compile("^((25[0-5]|2[0-4]\\d|[01]?\\d\\d?)\\.){3}(25[0-5]|2[0-4]\\d|[01]?\\d\\d?)$");
Matcher matcher = pattern.matcher(ip);
System.out.println(matcher.matches()); // 輸出：true 或 false
提取字符串中的數(shù)字
String str = "abc123def456";
Pattern pattern = Pattern.compile("\\d+");
Matcher matcher = pattern.matcher(str);
while (matcher.find()) {
System.out.println(matcher.group());
// 輸出 123 456
}
驗(yàn)證是否是數(shù)字
^：表示字符串的開始。\\d：匹配一個(gè)數(shù)字字符。\\d 是一個(gè)轉(zhuǎn)義序列，表示任何一個(gè)數(shù)字（0-9）。+：表示前面的模式（即 \\d）出現(xiàn)一次或多次。如果沒有這個(gè)符號，正則表達(dá)式就只會匹配一個(gè)數(shù)字字符。$：表示字符串的結(jié)束。
所以，這個(gè)正則表達(dá)式的含義是：一個(gè)字符串從開始到結(jié)束只包含一個(gè)或多個(gè)數(shù)字字符。
String number = "12345";
Pattern pattern = Pattern.compile("^\\d+$");
Matcher matcher = pattern.matcher(number);
System.out.println(matcher.matches()); // 輸出：true 或 false
驗(yàn)證是否是字母
^：表示字符串的開始。[a-zA-Z]：這是一個(gè)字符集，匹配任何一個(gè)英文字母，無論大小寫。a-z 表示所有小寫字母，A-Z 表示所有大寫字母。在字符集中，- 是一個(gè)范圍操作符，表示范圍從前面的字符到后面的字符。+：表示前面的模式（即 [a-zA-Z]）出現(xiàn)一次或多次。如果沒有這個(gè)符號，正則表達(dá)式就只會匹配一個(gè)字符。$：表示字符串的結(jié)束。 所以，這個(gè)正則表達(dá)式的含義是：一個(gè)字符串從開始到結(jié)束只包含一個(gè)或多個(gè)英文字母（無論大小寫）。
String letters = "abcABC";
Pattern pattern = Pattern.compile("^[a-zA-Z]+$");
Matcher matcher = pattern.matcher(letters);
System.out.println(matcher.matches()); // 輸出：true 或 false
驗(yàn)證是否是日期（格式：yyyy-mm-dd）
這個(gè)正則表達(dá)式的含義如下：
^：表示字符串的開始。\\d{4}：匹配四個(gè)數(shù)字。\\d 是一個(gè)表示數(shù)字字符的轉(zhuǎn)義序列，{4} 表示前面的模式（即數(shù)字字符）要出現(xiàn)4次。-：匹配一個(gè)連字符（減號）。\\d{2}：匹配兩個(gè)數(shù)字。\\d 是一個(gè)表示數(shù)字字符的轉(zhuǎn)義序列，{2} 表示前面的模式（即數(shù)字字符）要出現(xiàn)2次。-：匹配一個(gè)連字符（減號）。\\d{2}：匹配兩個(gè)數(shù)字。\\d 是一個(gè)表示數(shù)字字符的轉(zhuǎn)義序列，{2} 表示前面的模式（即數(shù)字字符）要出現(xiàn)2次。$：表示字符串的結(jié)束。
String date = "2024-06-02";
Pattern pattern = Pattern.compile("^\\d{4}-\\d{2}-\\d{2}$");
Matcher matcher = pattern.matcher(date);
System.out.println(matcher.matches()); // 輸出：true 或 false
驗(yàn)證密碼強(qiáng)度（至少8個(gè)字符，包含大寫字母，小寫字母和數(shù)字）
這個(gè)正則表達(dá)式的含義如下：
^ 表示字符串的開始。(?=.*[0-9]) 確保字符串中至少包含一個(gè)數(shù)字。(?=.*[a-z]) 確保字符串中至少包含一個(gè)小寫字母。(?=.*[A-Z]) 確保字符串中至少包含一個(gè)大寫字母。.{8,}$ 確保字符串的長度至少為8個(gè)字符，. 表示任意字符，{8,} 表示至少出現(xiàn)8次，$ 表示字符串的結(jié)尾。
String password = "Password123";
Pattern pattern = Pattern.compile("^(?=.*[0-9])(?=.*[a-z])(?=.*[A-Z]).{8,}$");
Matcher matcher = pattern.matcher(password);
System.out.println(matcher.matches()); // 輸出：true 或 false
Java正則表達(dá)式的實(shí)現(xiàn)
Java正則表達(dá)式主要由 Pattern 類和 Matcher 類實(shí)現(xiàn)。下面我們來詳細(xì)了解一下這兩個(gè)類的實(shí)現(xiàn)。
Pattern類的實(shí)現(xiàn)
Pattern 類是Java正則表達(dá)式的編譯表示，它的實(shí)例是不可變的，可以安全地被多個(gè)并發(fā)線程使用。Pattern 類沒有公開的構(gòu)造函數(shù)，要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè) Pattern 對象，你必須首先調(diào)用其公開的靜態(tài) compile 方法，它返回一個(gè) Pattern 對象。這個(gè)方法需要一個(gè)正則表達(dá)式作為它的第一個(gè)參數(shù)。
Pattern pattern = Pattern.compile("[a-z]+");
在上述代碼中，我們創(chuàng)建了一個(gè) Pattern 對象，它表示一個(gè)或多個(gè)小寫字母的序列。
Pattern 類還提供了一些其他的方法，例如：
matcher(CharSequence input)：生成一個(gè) Matcher 對象，用于匹配給定的字符序列。split(CharSequence input)：根據(jù)此模式分割給定的輸入序列。pattern()：返回此模式的字符串表示形式。
Matcher類的實(shí)現(xiàn)
Matcher 類是通過解釋 Pattern 對象而得到的正則表達(dá)式匹配的引擎。所有的匹配操作都通過這個(gè)類完成。
你不能直接創(chuàng)建一個(gè) Matcher 對象，而是需要通過調(diào)用 Pattern 對象的 matcher 方法來創(chuàng)建一個(gè) Matcher 對象。
Pattern pattern = Pattern.compile("[a-z]+");
Matcher matcher = pattern.matcher("hello");
在上述代碼中，我們創(chuàng)建了一個(gè) Matcher 對象，用于匹配字符串 “hello”。
Matcher 類提供了一些方法來進(jìn)行匹配操作，例如：
matches()：嘗試將整個(gè)區(qū)域與模式進(jìn)行匹配。find()：嘗試查找與模式匹配的輸入序列的下一個(gè)子序列。group()：返回由以前匹配操作所匹配的輸入子序列。start()：返回以前匹配的初始索引。end()：返回最后匹配字符之后的索引。
這就是Java正則表達(dá)式的實(shí)現(xiàn)，主要由 Pattern 類和 Matcher 類完成。
Java正則表達(dá)式的性能優(yōu)化
在Java中，正則表達(dá)式是一個(gè)強(qiáng)大而靈活的工具，但如果不正確使用，可能會導(dǎo)致性能問題。以下是一些優(yōu)化Java正則表達(dá)式性能的建議：
預(yù)編譯正則表達(dá)式
在Java中，每次調(diào)用 String 類的 matches(), split(), replaceAll() 等方法時(shí)，都會編譯正則表達(dá)式，這是一個(gè)相對耗時(shí)的操作。如果你在循環(huán)或頻繁調(diào)用的方法中使用這些方法，應(yīng)考慮預(yù)編譯正則表達(dá)式。
預(yù)編譯正則表達(dá)式意味著你創(chuàng)建一個(gè) Pattern 對象，然后重復(fù)使用它。這樣，正則表達(dá)式只需要編譯一次，而不是每次使用時(shí)都編譯。
Pattern pattern = Pattern.compile("[a-z]+");
for (String input : inputs) {
Matcher matcher = pattern.matcher(input);
if (matcher.matches()) {
// do something
}
}
在上述代碼中，正則表達(dá)式只編譯了一次，然后在循環(huán)中重復(fù)使用。
使用非捕獲組
在正則表達(dá)式中，使用括號 () 可以創(chuàng)建一個(gè)組，這意味著正則表達(dá)式引擎會記住與括號中的表達(dá)式匹配的文本。然而，這個(gè)記憶功能有時(shí)是不必要的，而且會消耗額外的資源。
如果你不需要記住匹配的文本，可以使用非捕獲組 (?:) 代替普通組。非捕獲組的語法是在括號內(nèi)的第一個(gè)字符位置使用 ?:。
比如，(?:[a-z]+)\d* 匹配一個(gè)或多個(gè)小寫字母后面跟著零個(gè)或多個(gè)數(shù)字，但是不會記住匹配的字母。
這兩個(gè)優(yōu)化技巧可以幫助你提高Java正則表達(dá)式的性能。然而，你應(yīng)該注意，正則表達(dá)式不總是解決問題的最佳工具。在某些情況下，使用其他的字符串處理方法可能更有效。
柚子快報(bào)邀請碼778899分享：java 正則表達(dá)式的使用
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