Java學(xué)習(xí)筆記之正則表達(dá)式
正則表達(dá)式是強(qiáng)大而靈活的文本處理工具，它們可以讓我們以編程的方式指定那些可以在輸入字符串中發(fā)現(xiàn)的復(fù)雜的文本模式。它提供了一種緊湊的、動態(tài)的語言，能夠以完全通用的方式來解決各種字符串的處理（例如，匹配、選擇、編輯及驗(yàn)證）問題。
創(chuàng)建正則表達(dá)式 首先從用正則表達(dá)式可能存在的構(gòu)造集中選取一個有用的子集，以此開始學(xué)習(xí)正則表達(dá)式。用于創(chuàng)建正則表達(dá)式的構(gòu)造列表可以在java.util.regex包Pattern類中找到。 下面是一些創(chuàng)建字符類的典型方式以及一些預(yù)定義的類。 1）\ba\w*\b 匹配以字母a開頭的單詞-------先是某個單詞開始處(\b)，然后是字母a,然后是任意數(shù)量的字母或數(shù)字(\w*)，最后是單詞結(jié)束處(\b)。 2）\d+ 匹配1個或更多連續(xù)的數(shù)字。這里的+是和*類似的元字符，不同的是*匹配重復(fù)任意次(可能是0次)，而+則匹配重復(fù)1次或更多次。 3）\b\w{6}\b 匹配剛好6個字母/數(shù)字的單詞。 3．字符轉(zhuǎn)義 如果你想查找元字符本身的話，比如你查找．,或者*,就出現(xiàn)了問題：你沒法指定它們，因?yàn)樗鼈儠唤忉尦善渌囊馑?。這時你就必須使用\來取消這些字符的特殊意義。因此，你應(yīng)該使用\.和\*。當(dāng)然，要查找\本身，你也得用\\. 例如：www\.sina\.com匹配[url]www.sina.com[/url]，c:\\Windows匹配c:\Windows。 4．重復(fù) 常用的限定符 代碼/語法 說明 * 重復(fù)零次或更多次 + 重復(fù)一次或更多次 重復(fù)零次或一次 {n} 重復(fù)n次 {n,} 重復(fù)n次或更多次 {n,m} 重復(fù)n到m次 下面是一些使用重復(fù)的例子： Windows\d+ 匹配Windows后面跟1個或更多數(shù)字 13\d{9} 匹配13后面跟9個數(shù)字(中國的手機(jī)號) ^\w+ 匹配一行的第一個單詞(或整個字符串的第一個單詞，具體匹配哪個意思得看選項(xiàng)設(shè)置) 5．字符類 要想查找數(shù)字，字母或數(shù)字，空白是很簡單的，因?yàn)橐呀?jīng)有了對應(yīng)這些字符集合的元字符，但是如果你想匹配沒有預(yù)定義元字符的字符集合(比如元音字母a,e,i,o,u),應(yīng)該怎么辦？ 很簡單，你只需要在中括號里列出它們就行了，像[aeiou]就匹配任何一個英文元音字母，[.?!]匹配標(biāo)點(diǎn)符號(.或?或!)(英文語句通常只以這三個標(biāo)點(diǎn)結(jié)束)。 我們也可以輕松地指定一個字符范圍，像[0-9]代表的含意與\d就是完全一致的：一位數(shù)字，同理[a-z0-9A-Z_]也完全等同于\w（如果只考慮英文的話）。 下面是一個更復(fù)雜的表達(dá)式：\(?0\d{2}[) -]?\d{8}。 這個表達(dá)式可以匹配幾種格式的電話號碼，像(010)88886666，或022-22334455，或02912345678等。我們對它進(jìn)行一些分析吧：首先是一個轉(zhuǎn)義字符\(,它能出現(xiàn)0次或1次(?),然后是一個0，后面跟著2個數(shù)字(\d{2})，然后是)或-或空格中的一個，它出現(xiàn)1次或不出現(xiàn)(?)，最后是8個數(shù)字(\d{8})。不幸的是，它也能匹配010)12345678或(022-87654321這樣的“不正確”的格式。 6．反義 有時需要查找不屬于某個能簡單定義的字符類的字符。比如想查找除了數(shù)字以外，其它任意字符都行的情況，這時需要用到反義： 常用的反義代碼 代碼/語法 說明 \W 匹配任意不是字母，數(shù)字，下劃線，漢字的字符 \S 匹配任意不是空白符的字符 \D 匹配任意非數(shù)字的字符 \B 匹配不是單詞開頭或結(jié)束的位置 [^x] 匹配除了x以外的任意字符 [^aeiou] 匹配除了aeiou這幾個字母以外的任意字符 例子：\S+匹配不包含空白符的字符串。 <a[^>]+>匹配用尖括號括起來的以a開頭的字符串。 7．替換 好了，現(xiàn)在終于到了解決3位或4位區(qū)號問題的時間了。正則表達(dá)式里的替換指的是有幾種規(guī)則，如果滿足其中任意一種規(guī)則都應(yīng)該當(dāng)成匹配，具體方法是用|把不同的規(guī)則分隔開。聽不明白？沒關(guān)系，看例子： 0\d{2}-\d{8}|0\d{3}-\d{7} 這個表達(dá)式能匹配兩種以連字號分隔的電話號碼：一種是三位區(qū)號，8位本地號(如010-12345678)，一種是4位區(qū)號，7位本地號(0376-2233445)。 \(0\d{2}\)[- ]?\d{8}|0\d{2}[- ]?\d{8} 這個表達(dá)式匹配3位區(qū)號的電話號碼，其中區(qū)號可以用小括號括起來，也可以不用，區(qū)號與本地號間可以用連字號或空格間隔，也可以沒有間隔。你可以試試用替換|把這個表達(dá)式擴(kuò)展成也支持4位區(qū)號的。 \d{5}-\d{4}|\d{5}這個表達(dá)式用于匹配美國的郵政編碼。美國郵編的規(guī)則是5位數(shù)字，或者用連字號間隔的9位數(shù)字。之所以要給出這個例子是因?yàn)樗苷f明一個問題：使用替換時，順序是很重要的。如果你把它改成\d{5}|\d{5}-\d{4}的話，那么就只會匹配5位的郵編(以及9位郵編的前5位)。原因是匹配替換時，將會從左到右地測試每個分枝條件，如果滿足了某個分枝的話，就不會去管其它的替換條件了。 Windows98|Windows2000|WindosXP這個例子是為了告訴你替換不僅僅能用于兩種規(guī)則，也能用于更多種規(guī)則。 8．分組 我們已經(jīng)提到了怎么重復(fù)單個字符（直接在字符后面加上限定符就行了）；但如果想要重復(fù)多個字符又該怎么辦？你可以用小括號來指定子表達(dá)式(也叫做分組)，然后你就可以指定這個子表達(dá)式的重復(fù)次數(shù)了，你也可以對子表達(dá)式進(jìn)行其它一些操作(后面會有介紹)。 (\d{1,3}\.){3}\d{1,3}是一個簡單的IP地址匹配表達(dá)式。要理解這個表達(dá)式，請按下列順序分析它：\d{1,3}匹配1到3位的數(shù)字，(\d{1,3}\.}{3}匹配三位數(shù)字加上一個英文句號(這個整體也就是這個分組)重復(fù)3次，最后再加上一個一到三位的數(shù)字(\d{1,3})。 不幸的是，它也將匹配256.300.888.999這種不可能存在的IP地址(IP地址中每個數(shù)字都不能大于255。如果能使用算術(shù)比較的話，或許能簡單地解決這個問題，但是正則表達(dá)式中并不提供關(guān)于數(shù)學(xué)的任何功能，所以只能使用冗長的分組，選擇，字符類來描述一個正確的IP地址：((2[0-4]\d|25[0-5]|[01]?\d\d?)\.){3}(2[0-4]\d|25[0-5]|[01]?\d\d?)。 理解這個表達(dá)式的關(guān)鍵是理解2[0-4]\d|25[0-5]|[01]?\d\d?，這里我就不細(xì)說了，你自己應(yīng)該能分析得出來它的意義。 9．后向引用 使用小括號指定一個子表達(dá)式后，匹配這個子表達(dá)式的文本(也就是此分組捕獲的內(nèi)容)可以在表達(dá)式或其它程序中作進(jìn)一步的處理。默認(rèn)情況下，每個分組會自動擁有一個組號，規(guī)則是：從左向右，以分組的左括號為標(biāo)志，第一個出現(xiàn)的分組的組號為1，第二個為2，以此類推。 后向引用用于重復(fù)搜索前面某個分組匹配的文本。例如，\1代表分組1匹配的文本。難以理解？請看示例： \b(\w+)\b\s+\1\b可以用來匹配重復(fù)的單詞，像go go, kitty kitty。首先是一個單詞，也就是單詞開始處和結(jié)束處之間的多于一個的字母或數(shù)字(\b(\w+)\b)，然后是1個或幾個空白符(\s+)，最后是前面匹配的那個單詞(\1)。 你也可以自己指定子表達(dá)式的組名。要指定一個子表達(dá)式的組名，請使用這樣的語法：(?<Word>\w+)(或者把尖括號換成'也行：(?'Word'\w+)),這樣就把\w+的組名指定為Word了。要反向引用這個分組捕獲的內(nèi)容，你可以使用\k<Word>,所以上一個例子也可以寫成這樣：\b(?<Word>\w+)\b\s+\k<Word>\b。 使用小括號的時候，還有很多特定用途的語法。下面列出了最常用的一些： 分組語法 捕獲 (exp) 匹配exp,并捕獲文本到自動命名的組里 (?<name>exp) 匹配exp,并捕獲文本到名稱為name的組里，也可以寫成(?'name'exp) (?:exp) 匹配exp,不捕獲匹配的文本，也不給此分組分配組號 零寬斷言 (?=exp) 匹配exp前面的位置 (?<=exp) 匹配exp后面的位置 (?!exp) 匹配后面跟的不是exp的位置 (?<!exp) 匹配前面不是exp的位置 注釋 (?#comment) 這種類型的組不對正則表達(dá)式的處理產(chǎn)生任何影響，用于提供注釋讓人閱讀 已經(jīng)討論了前兩種語法。第三個(?:exp)不會改變正則表達(dá)式的處理方式，只是這樣的組匹配的內(nèi)容不會像前兩種那樣被捕獲到某個組里面。 12．注釋 小括號的另一種用途是能過語法(?#comment)來包含注釋。例如：2[0-4]\d(?#200-249)|25[0-5](?#250-255)|[01]?\d\d?(?#0-199)。 要包含注釋的話，最好是啟用“忽略模式里的空白符”選項(xiàng)，這樣在編寫表達(dá)式時能任意的添加空格，Tab，換行，而實(shí)際使用時這些都將被忽略。啟用這個選項(xiàng)后，在#后面到這一行結(jié)束的所有文本都將被當(dāng)成注釋忽略掉。 例如，我們可以將前面的一個表達(dá)式寫成這樣： (?<= # 斷言要匹配的文本的前綴 <(\w+)> # 查找尖括號括起來的字母或數(shù)字(即HTML/XML標(biāo)簽) ) # 前綴結(jié)束 .* # 匹配任意文本 (?= # 斷言要匹配的文本的后綴 <\ / \ 1> # 查找尖括號括起來的內(nèi)容：前面是一個"/"，后面是先前捕獲的標(biāo)簽 ) # 后綴結(jié)束 13．貪婪與懶惰 當(dāng)正則表達(dá)式中包含能接受重復(fù)的限定符時，通常的行為是（在使整個表達(dá)式能得到匹配的前提下）匹配盡可能多的字符?？紤]這個表達(dá)式：a.*b，它將會匹配最長的以a開始，以b結(jié)束的字符串。如果用它來搜索aabab的話，它會匹配整個字符串a(chǎn)abab。這被稱為貪婪匹配。 有時，我們更需要懶惰匹配，也就是匹配盡可能少的字符。前面給出的限定符都可以被轉(zhuǎn)化為懶惰匹配模式，只要在它后面加上一個問號?。這樣.*?就意味著匹配任意數(shù)量的重復(fù)，但是在能使整個匹配成功的前提下使用最少的重復(fù)?，F(xiàn)在看看懶惰版的例子吧： a.*?b匹配最短的，以a開始，以b結(jié)束的字符串。如果把它應(yīng)用于aabab的話，它會匹配aab和ab（為什么第一個匹配是aab而不是ab？簡單地說，因?yàn)檎齽t表達(dá)式有另一條規(guī)則，比懶惰／貪婪規(guī)則的優(yōu)先級更高：最先開始的匹配最有最大的優(yōu)先權(quán)——The Match That Begins Earliest Wins）。 懶惰限定符 *? 重復(fù)任意次，但盡可能少重復(fù) +? 重復(fù)1次或更多次，但盡可能少重復(fù) 重復(fù)0次或1次，但盡可能少重復(fù) {n,m}? 重復(fù)n到m次，但盡可能少重復(fù) {n,}? 重復(fù)n次以上，但盡可能少重復(fù) 14．平衡組/遞歸匹配 注意：這里介紹的平衡組語法是由.Net Framework支持的；其它語言／庫不一定支持這種功能，或者支持此功能但需要使用不同的語法。 有時我們需要匹配像( 100 * ( 50 + 15 ) )這樣的可嵌套的層次性結(jié)構(gòu)，這時簡單地使用\(.+\)則只會匹配到最左邊的左括號和最右邊的右括號之間的內(nèi)容(這里我們討論的是貪婪模式，懶惰模式也有下面的問題)。假如原來的字符串里的左括號和右括號出現(xiàn)的次數(shù)不相等，比如( 5 / ( 3 + 2 ) ) )，那我們的匹配結(jié)果里兩者的個數(shù)也不會相等。有沒有辦法在這樣的字符串里匹配到最長的，配對的括號之間的內(nèi)容呢？ 為了避免(和\(把你的大腦徹底搞糊涂，我們還是用尖括號代替圓括號吧?，F(xiàn)在我們的問題變成了如何把xx <aa <bbb> <bbb> aa> yy這樣的字符串里，最長的配對的尖括號內(nèi)的內(nèi)容捕獲出來？ 這里需要用到以下的語法構(gòu)造： (?'group') 把捕獲的內(nèi)容命名為group,并壓入堆棧 (?'-group') 從堆棧上彈出最后壓入堆棧的名為group的捕獲內(nèi)容，如果堆棧本來為空，則本分組的匹配失敗 (?(group)yes|no) 如果堆棧上存在以名為group的捕獲內(nèi)容的話，繼續(xù)匹配yes部分的表達(dá)式，否則繼續(xù)匹配no部分 (?!) 零寬負(fù)向先行斷言，由于沒有后綴表達(dá)式，試圖匹配總是失敗 如果你不是一個程序員（或者你是一個對堆棧的概念不熟的程序員），你就這樣理解上面的三種語法吧：第一個就是在黑板上寫一個 "group"，第二個就是從黑板上擦掉一個"group"，第三個就是看黑板上寫的還有沒有"group"，如果有就繼續(xù)匹配yes部分，否則就匹配 no部分。 我們需要做的是每碰到了左括號，就在黑板上寫一個"group"，每碰到一個右括號，就擦掉一個，到了最后就看看黑板上還有沒有－－如果有那就證明左括號比右括號多，那匹配就應(yīng)該失敗。 < #最外層的左括號 [^<>]* #最外層的左括號后面的不是括號的內(nèi)容 ( ( (?'Open'<) #碰到了左括號，在黑板上寫一個"Open" [^<>]* #匹配左括號后面的不是括號的內(nèi)容 )+ ( (?'-Open'>) #碰到了右括號，擦掉一個"Open" [^<>]* #匹配右括號后面不是括號的內(nèi)容 )+ )* (?(Open)(?!)) #在遇到最外層的右括號前面，判斷黑板上還有沒有沒擦掉的"Open"；如果還有，則匹配失敗 > #最外層的右括號 平衡組的一個最常見的應(yīng)用就是匹配HTML,下面這個例子可以匹配嵌套的<div>標(biāo)簽：<div[^>]*>[^<>]*(((?'Open'<div[^>]*>)[^<>]*)+((?'-Open'</div>)[^<>]*)+)*(?(Open)(?!))</div>. 尚未詳細(xì)討論的語法 \a 報警字符(打印它的效果是電腦嘀一聲) \b 通常是單詞分界位置，但如果在字符類里使用代表退格 \t 制表符，Tab \r 回車 \v 豎向制表符 \f 換頁符 \n 換行符 \e Escape \0nn ASCII代碼中八進(jìn)制代碼為nn的字符 \xnn ASCII代碼中十六進(jìn)制代碼為nn的字符 \unnnn Unicode代碼中十六進(jìn)制代碼為nnnn的字符 \cN ASCII控制字符。比如\cC代表Ctrl+C \A 字符串開頭(類似^，但不受處理多行選項(xiàng)的影響) \Z 字符串結(jié)尾或行尾(不受處理多行選項(xiàng)的影響) \z 字符串結(jié)尾(類似$，但不受處理多行選項(xiàng)的影響) \G 當(dāng)前搜索的開頭 \p{name} Unicode中命名為name的字符類，例如\p{IsGreek} (?>exp) 貪婪子表達(dá)式 (?<x>-<y>exp) 平衡組 (?im-nsx:exp) 在子表達(dá)式exp中改變處理選項(xiàng) (?im-nsx) 為表達(dá)式后面的部分改變處理選項(xiàng) (?(exp)yes|no) 把exp當(dāng)作零寬正向先行斷言，如果在這個位置能匹配，使用yes作為此組的表達(dá)式；否則使用no (?(exp)yes) 同上，只是使用空表達(dá)式作為no (?(name)yes|no) 如果命名為name的組捕獲到了內(nèi)容，使用yes作為表達(dá)式；否則使用no (?(name)yes) 同上，只是使用空表達(dá)式作為no |
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