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再见regex

Posted on 2009-06-17 20:44 小强摩羯座 阅读(264) 评论(0)  编辑  收藏 所属分类: Java

正则表达式规则


String.matches() 这个方法主要是返回是否匹配指定的字符串，如果匹配则为true,否则为false;

如：/**
    * 判断字符创是否是一个有效的日期
    *
    * @param theStr
    * @return true 是，false否
    */
public static boolean isDate(String theStr) {
    return theStr.matches("\\d{4}\\-\\d{1,2}\\-\\d{1,2}");
}

这个方法的参数为正则表达式，关于正则表达式的用法如下：

    正则表达式（regular expression）描述了一种字符串匹配的模式，可以用来：（1）检查一个串中是否含有符合某个规则的子串，并且可以得到这个子串；（2）根据匹配规则对字符串进行灵活的替换操作。

      正则表达式学习起来其实是很简单的，不多的几个较为抽象的概念也很容易理解。之所以很多人感觉正则表达式比较复杂，一方面是因为大多数的文档没有做到由浅入深地讲解，概念上没有注意先后顺序，给读者的理解带来困难；另一方面，各种引擎自带的文档一般都要介绍它特有的功能，然而这部分特有的功能并不是我们首先要理解的。

      文章中的每一个举例，都可以点击进入到测试页面进行测试。闲话少说，开始。  

1. 正则表达式规则

1.1 普通字符

      字母、数字、汉字、下划线、以及后边章节中没有特殊定义的标点符号，都是"普通字符"。表达式中的普通字符，在匹配一个字符串的时候，匹配与之相同的一个字符。

    举例1：表达式 "c"，在匹配字符串 "abcde" 时，匹配结果是：成功；匹配到的内容是："c"；匹配到的位置是：开始于2，结束于3。（注：下标从0开始还是从1开始，因当前编程语言的不同而可能不同）

    举例2：表达式 "bcd"，在匹配字符串 "abcde" 时，匹配结果是：成功；匹配到的内容是："bcd"；匹配到的位置是：开始于1，结束于4。

1.2 简单的转义字符

      一些不便书写的字符，采用在前面加 "\" 的方法。这些字符其实我们都已经熟知了。

 

表达式

可匹配

\r, \n

代表回车和换行符

\t

制表符

\\

代表 "\" 本身

      还有其他一些在后边章节中有特殊用处的标点符号，在前面加 "\" 后，就代表该符号本身。比如：^, $ 都有特殊意义，如果要想匹配字符串中 "^" 和 "$" 字符，则表达式就需要写成 "\^" 和 "\$"。

 

表达式

可匹配

\^

匹配 ^ 符号本身

\$

匹配 $ 符号本身

\.

匹配小数点（.）本身

      这些转义字符的匹配方法与 "普通字符" 是类似的。也是匹配与之相同的一个字符。

    举例1：表达式 "\$d"，在匹配字符串 "abc$de" 时，匹配结果是：成功；匹配到的内容是："$d"；匹配到的位置是：开始于3，结束于5。

1.3 能够与 '多种字符' 匹配的表达式

      正则表达式中的一些表示方法，可以匹配 '多种字符' 其中的任意一个字符。比如，表达式 "\d" 可以匹配任意一个数字。虽然可以匹配其中任意字符，但是只能是一个，不是多个。这就好比玩扑克牌时候，大小王可以代替任意一张牌，但是只能代替一张牌。

 

表达式

可匹配

\d

任意一个数字，0~9 中的任意一个

\w

任意一个字母或数字或下划线，也就是 A~Z,a~z,0~9,_ 中任意一个

\s

包括空格、制表符、换页符等空白字符的其中任意一个

.

小数点可以匹配除了换行符（\n）以外的任意一个字符

    举例1：表达式 "\d\d"，在匹配 "abc123" 时，匹配的结果是：成功；匹配到的内容是："12"；匹配到的位置是：开始于3，结束于5。

    举例2：表达式 "a.\d"，在匹配 "aaa100" 时，匹配的结果是：成功；匹配到的内容是："aa1"；匹配到的位置是：开始于1，结束于4。

1.4 自定义能够匹配 '多种字符' 的表达式

      使用方括号 [ ] 包含一系列字符，能够匹配其中任意一个字符。用 [^ ] 包含一系列字符，则能够匹配其中字符之外的任意一个字符。同样的道理，虽然可以匹配其中任意一个，但是只能是一个，不是多个。

 

表达式

可匹配

[ab5@]

匹配 "a" 或 "b" 或 "5" 或 "@"

[^abc]

匹配 "a","b","c" 之外的任意一个字符

[f-k]

匹配 "f"~"k" 之间的任意一个字母

[^A-F0-3]

匹配 "A"~"F","0"~"3" 之外的任意一个字符

    举例1：表达式 "[bcd][bcd]" 匹配 "abc123" 时，匹配的结果是：成功；匹配到的内容是："bc"；匹配到的位置是：开始于1，结束于3。

    举例2：表达式 "[^abc]" 匹配 "abc123" 时，匹配的结果是：成功；匹配到的内容是："1"；匹配到的位置是：开始于3，结束于4。

1.5 修饰匹配次数的特殊符号

      前面章节中讲到的表达式，无论是只能匹配一种字符的表达式，还是可以匹配多种字符其中任意一个的表达式，都只能匹配一次。如果使用表达式再加上修饰匹配次数的特殊符号，那么不用重复书写表达式就可以重复匹配。

      使用方法是："次数修饰"放在"被修饰的表达式"后边。比如："[bcd][bcd]" 可以写成 "[bcd]{2}"。

 

表达式

作用

{n}

表达式重复n次，比如："\w{2}" 相当于 "\w\w"；"a{5}" 相当于 "aaaaa"

{m,n}

表达式至少重复m次，最多重复n次，比如："ba{1,3}"可以匹配 "ba"或"baa"或"baaa"

{m,}

表达式至少重复m次，比如："\w\d{2,}"可以匹配 "a12","_456","M12344"...

?

匹配表达式0次或者1次，相当于 {0,1}，比如："a[cd]?"可以匹配 "a","ac","ad"

+

表达式至少出现1次，相当于 {1,}，比如："a+b"可以匹配 "ab","aab","aaab"...

*

表达式不出现或出现任意次，相当于 {0,}，比如："\^*b"可以匹配 "b","^^^b"...

    举例1：表达式 "\d+\.?\d*" 在匹配 "It costs $12.5" 时，匹配的结果是：成功；匹配到的内容是："12.5"；匹配到的位置是：开始于10，结束于14。

    举例2：表达式 "go{2,8}gle" 在匹配 "Ads by goooooogle" 时，匹配的结果是：成功；匹配到的内容是："goooooogle"；匹配到的位置是：开始于7，结束于17。

1.6 其他一些代表抽象意义的特殊符号

      一些符号在表达式中代表抽象的特殊意义：

 

表达式

作用

^

与字符串开始的地方匹配，不匹配任何字符

$

与字符串结束的地方匹配，不匹配任何字符

\b

匹配一个单词边界，也就是单词和空格之间的位置，不匹配任何字符

      进一步的文字说明仍然比较抽象，因此，举例帮助大家理解。

    举例1：表达式 "^aaa" 在匹配 "xxx aaa xxx" 时，匹配结果是：失败。因为 "^" 要求与字符串开始的地方匹配，因此，只有当 "aaa" 位于字符串的开头的时候，"^aaa" 才能匹配，比如："aaa xxx xxx"。

    举例2：表达式 "aaa$" 在匹配 "xxx aaa xxx" 时，匹配结果是：失败。因为 "$" 要求与字符串结束的地方匹配，因此，只有当 "aaa" 位于字符串的结尾的时候，"aaa$" 才能匹配，比如："xxx xxx aaa"。

    举例3：表达式 ".\b." 在匹配 "@@@abc" 时，匹配结果是：成功；匹配到的内容是："@a"；匹配到的位置是：开始于2，结束于4。
      进一步说明："\b" 与 "^" 和 "$" 类似，本身不匹配任何字符，但是它要求它在匹配结果中所处位置的左右两边，其中一边是 "\w" 范围，另一边是 非"\w" 的范围。

    举例4：表达式 "\bend\b" 在匹配 "weekend,endfor,end" 时，匹配结果是：成功；匹配到的内容是："end"；匹配到的位置是：开始于15，结束于18。

      一些符号可以影响表达式内部的子表达式之间的关系：

 

表达式

作用

|

左右两边表达式之间 "或" 关系，匹配左边或者右边

( )

(1). 在被修饰匹配次数的时候，括号中的表达式可以作为整体被修饰
(2). 取匹配结果的时候，括号中的表达式匹配到的内容可以被单独得到

    举例5：表达式 "Tom|Jack" 在匹配字符串 "I'm Tom, he is Jack" 时，匹配结果是：成功；匹配到的内容是："Tom"；匹配到的位置是：开始于4，结束于7。匹配下一个时，匹配结果是：成功；匹配到的内容是："Jack"；匹配到的位置时：开始于15，结束于19。

    举例6：表达式 "(go\s*)+" 在匹配 "Let's go go go!" 时，匹配结果是：成功；匹配到内容是："go go go"；匹配到的位置是：开始于6，结束于14。

    举例7：表达式 "￥(\d+\.?\d*)" 在匹配 "＄10.9,￥20.5" 时，匹配的结果是：成功；匹配到的内容是："￥20.5"；匹配到的位置是：开始于6，结束于10。单独获取括号范围匹配到的内容是："20.5"。

2. 正则表达式中的一些高级规则

2.1 匹配次数中的贪婪与非贪婪

      在使用修饰匹配次数的特殊符号时，有几种表示方法可以使同一个表达式能够匹配不同的次数，比如："{m,n}", "{m,}", "?", "*", "+"，具体匹配的次数随被匹配的字符串而定。这种重复匹配不定次数的表达式在匹配过程中，总是尽可能多的匹配。比如，针对文本 "dxxxdxxxd"，举例如下：

 

表达式

匹配结果

(d)(\w+)

"\w+" 将匹配第一个 "d" 之后的所有字符 "xxxdxxxd"

(d)(\w+)(d)

"\w+" 将匹配第一个 "d" 和最后一个 "d" 之间的所有字符 "xxxdxxx"。虽然 "\w+" 也能够匹配上最后一个 "d"，但是为了使整个表达式匹配成功，"\w+" 可以 "让出" 它本来能够匹配的最后一个 "d"

      由此可见，"\w+" 在匹配的时候，总是尽可能多的匹配符合它规则的字符。虽然第二个举例中，它没有匹配最后一个 "d"，但那也是为了让整个表达式能够匹配成功。同理，带 "*" 和 "{m,n}" 的表达式都是尽可能地多匹配，带 "?" 的表达式在可匹配可不匹配的时候，也是尽可能的 "要匹配"。这 种匹配原则就叫作 "贪婪" 模式 。

      非贪婪模式：

      在修饰匹配次数的特殊符号后再加上一个 "?" 号，则可以使匹配次数不定的表达式尽可能少的匹配，使可匹配可不匹配的表达式，尽可能的 "不匹配"。这种匹配原则叫作 "非贪婪" 模式，也叫作 "勉强" 模式。如果少匹配就会导致整个表达式匹配失败的时候，与贪婪模式类似，非贪婪模式会最小限度的再匹配一些，以使整个表达式匹配成功。举例如下，针对文本 "dxxxdxxxd" 举例：

 

表达式

匹配结果

(d)(\w+?)

"\w+?" 将尽可能少的匹配第一个 "d" 之后的字符，结果是："\w+?" 只匹配了一个 "x"

(d)(\w+?)(d)

为了让整个表达式匹配成功，"\w+?" 不得不匹配 "xxx" 才可以让后边的 "d" 匹配，从而使整个表达式匹配成功。因此，结果是："\w+?" 匹配 "xxx"

      更多的情况，举例如下：

    举例1：表达式 "<td>(.*)</td>" 与字符串 "<td><p>aa</p></td> <td><p>bb</p></td>" 匹配时，匹配的结果是：成功；匹配到的内容是 "<td><p>aa</p></td> <td><p>bb</p></td>" 整个字符串， 表达式中的 "</td>" 将与字符串中最后一个 "</td>" 匹配。

    举例2：相比之下，表达式 "<td>(.*?)</td>" 匹配举例1中同样的字符串时，将只得到 "<td><p>aa</p></td>"， 再次匹配下一个时，可以得到第二个 "<td><p>bb</p></td>"。

2.2 反向引用 \1, \2...

      表达式在匹配时，表达式引擎会将小括号 "( )" 包含的表达式所匹配到的字符串记录下来。在获取匹配结果的时候，小括号包含的表达式所匹配到的字符串可以单独获取。这一点，在前面的举例中，已经多次展示了。在实际应用场合中，当用某种边界来查找，而所要获取的内容又不包含边界时，必须使用小括号来指定所要的范围。比如前面的 "<td>(.*?)</td>"。

      其实，"小括号包含的表达式所匹配到的字符串" 不仅是在匹配结束后才可以使用，在匹配过程中也可以使用。表达式后边的部分，可以引用前面 "括号内的子匹配已经匹配到的字符串"。引用方法是 "\" 加上一个数字。"\1" 引用第1对括号内匹配到的字符串，"\2" 引用第2对括号内匹配到的字符串……以此类推，如果一对括号内包含另一对括号，则外层的括号先排序号。换句话说，哪一对的左括号 "(" 在前，那这一对就先排序号。

      举例如下：

    举例1：表达式 "('|")(.*?)(\1)" 在匹配 " 'Hello', "World" " 时，匹配结果是：成功；匹配到的内容是：" 'Hello' "。再次匹配下一个时，可以匹配到 " "World" "。

    举例2：表达式 "(\w)\1{4,}" 在匹配 "aa bbbb abcdefg ccccc 111121111 999999999" 时，匹配结果是：成功；匹配到的内容是 "ccccc"。再次匹配下一个时，将得到 999999999。这个表达式要求 "\w" 范围的字符至少重复5次，注意与 "\w{5,}" 之间的区别。

    举例3：表达式 "<(\w+)\s*(\w+(=('|").*?\4)?\s*)*>.*?</\1>" 在匹配 "<td id='td1' style="bgcolor:white"></td>" 时，匹配结果是成功。如果 "<td>" 与 "</td>" 不配对，则会匹配失败；如果改成其他配对，也可以匹配成功。

在java语言中使用正则表达式

  首先让我们构成一个正则表达式。为简单起见，先构成一个正则表达式来识别下面格式的电话号码数字：(nnn)nnn-nnnn。  
   
  第一步，创建一个pattern对象来匹配上面的子字符串。一旦程序运行后，如果需要的话，可以让这个对象一般化。匹配上面格式的正则表达可以这样构成： (\d{3})\s\d{3}-\d{4}，其中\d单字符类型用来匹配从0到9的任何数字，另外{3}重复符号，是个简便的记号，用来表示有3个连续的数字位，也等效于(\d\d\d)。\s也另外一个比较有用的单字符类型，用来匹配空格，比如Space键，tab键和换行符。  
   
  是不是很简单？但是，如果把这个正则表达式的模式用在java程序中，还要做两件事。对java的解释器来说，在反斜线字符(\)前的字符有特殊的含义。在java中，与regex有关的包，并不都能理解和识别反斜线字符(\)，尽管可以试试看。但为避免这一点，即为了让反斜线字符(\)在模式对象中被完全地传递，应该用双反斜线字符(\)。此外圆括号在正则表达中两层含义，如果想让它解释为字面上意思（即圆括号），也需要在它前面用双反斜线字符(\)。也就是像下面的一样：  
   
  \\(\\d{3}\\)\\s\\d{3}-\\d{4}  
   
  现在介绍怎样在java代码中实现刚才所讲的正则表达式。要记住的事，在用正则表达式的包时，在你所定义的类前需要包含该包，也就是这样的一行：  
   
  import   java.util.regex.*;  
   
  下面的一段代码实现的功能是，从一个文本文件逐行读入，并逐行搜索电话号码数字，一旦找到所匹配的，然后输出在控制台。  
   
  BufferedReader   in;  
   
  Pattern   pattern   =   Pattern.compile("\\(\\d{3}\\)\\s\\d{3}-\\d{4}");  
   
  in   =   new   BufferedReader(new   FileReader("phone"));  
   
  String   s;  
   
  while   ((s   =   in.readLine())   !=   null)  
   
  {  
   
  Matcher   matcher   =   pattern.matcher(s);  
   
  if   (matcher.find())  
   
  {  
   
  System.out.println(matcher.group());  
   
  }  
   
  }  
   
  in.close();  
   
  对那些熟悉用Python或Javascript来实现正则表达式的人来说，这段代码很平常。在Python和Javascript这些语言中，或者其他的语言，这些正则表达式一旦明确地编译过后，你想用到哪里都可以。与Perl的单步匹配相比，看起来多多做了些工作，但这并不很费事。  
   
  find()方法，就像你所想象的，用来搜索与正则表达式相匹配的任何目标字符串，group()方法，用来返回包含了所匹配文本的字符串。应注意的是，上面的代码，仅用在每行只能含有一个匹配的电话号码数字字符串时。可以肯定的说，java的正则表达式包能用在一行含有多个匹配目标时的搜索。本文的原意在于举一些简单的例子来激起读者进一步去学习java自带的正则表达式包，所以对此就没有进行深入的探讨。  
   
  这相当漂亮吧!   但是很遗憾的是，这仅是个电话号码匹配器。很明显，还有两点可以改进。如果在电话号码的开头，即区位号和本地号码之间可能会有空格。我们也可匹配这些情况，则通过在正则表达式中加入\s?来实现，其中?元字符表示在模式可能有0或1个空格符。  
   
  第二点是，在本地号码位的前三位和后四位数字间有可能是空格符，而不是连字号，更有胜者，或根本就没有分隔符，就是7位数字连在一起。对这几种情况，我们可以用(-|)?来解决。这个结构的正则表达式就是转换器，它能匹配上面所说的几种情况。在()能含有管道符|时，它能匹配是否含有空格符或连字符，而尾部的?元字符表示是否根本没有分隔符的情况。  
   
  最后，区位号也可能没有包含在圆括号内，对此可以简单地在圆括号后附上?元字符，但这不是一个很好的解决方法。因为它也包含了不配对的圆括号，比如" (555"   或   "555)"。相反，我们可以通过另一种转换器来强迫让电话号码是否带有有圆括号：(\(\d{3}\)|\d{3})。如果我们把上面代码中的正则表达式用这些改进后的来替换的话，上面的代码就成了一个非常有用的电话号码数字匹配器：  
   
  Pattern   pattern   =  
   
  Pattern.compile("(\\(\\d{3}\\)|\\d{3})\\s?\\d{3}(-|)?\\d{4}");  
   
  可以确定的是，你可以自己试着进一步改进上面的代码。  
   
  现在看看第二个例子，它是从Friedl的中改编过来的。其功能是用来检查文本文件中是否有重复的单词，这在印刷排版中会经常遇到，同样也是个语法检查器的问题。  
   
  匹配单词，像其他的一样，也可以通过好几种的正则表达式来完成。可能最直接的是\b\w+\b，其优点在于只需用少量的regex元字符。其中\w元字符用来匹配从字母a到u的任何字符。+元字符表示匹配匹配一次或多次字符，\b元字符是用来说明匹配单词的边界，它可以是空格或任何一种不同的标点符号（包括逗号，句号等）。  
   
  现在，我们怎样来检查一个给定的单词是否被重复了三次？为完成这个任务，需充分利用正则表达式中的所熟知的向后扫描。如前面提到的，圆括号在正则表达式中有几种不同的用法，一个就是能提供组合类型，组合类型用来保存所匹配的结果或部分匹配的结果（以便后面能用到），即使遇到有相同的模式。在同样的正则表达中，可能（也通常期望）不止有一个组合类型。在第n个组合类型中匹配结果可以通过向后扫描来获取到。向后扫描使得搜索重复的单词非常简单：\b(\w+) \s+\1\b。  
   
  圆括号形成了一个组合类型，在这个正则表示中它是第一组合类型（也是仅有的一个）。向后扫描\1，指的是任何被\w+所匹配的单词。我们的正则表达式因此能匹配这样的单词，它有一个或多个空格符，后面还跟有一个与此相同的单词。注意的是，尾部的定位类型(\b)必不可少，它可以防止发生错误。如果我们想匹配"Paris   in   the   the   spring"，而不是匹配"Java's   regex   package   is   the   theme   of   this   article"。根据java现在的格式，则上面的正则表达式就是：Pattern   pattern   =Pattern.compile("\\b(\\w+)\\s+\\1\\b");  
   
  最后进一步的修改是让我们的匹配器对大小写敏感。比如，下面的情况："The   the   theme   of   this   article   is   the   Java's   regex   package."，这一点在regex中能非常简单地实现，即通过使用在Pattern类中预定义的静态标志CASE_INSENSITIVE   ：  
   
  Pattern   pattern   =Pattern.compile("\\b(\\w+)\\s+\\1\\b",  
   
  Pattern.CASE_INSENSITIVE);  
   
  有关正则表达式的话题是非常丰富，而且复杂的，用Java来实现也非常广泛，则需要对regex包进行的彻底研究，我们在这里所讲的只是冰山一角。即使你对正则表达式比较陌生，使用regex包后会很快发现它强大功能和可伸缩性。如果你是个来自Perl或其他语言王国的老练的正则表达式的黑客，使用过 regex包后，你将会安心地投入到java的世界，而放弃其他的工具，并把java的regex包看成是手边必备的利器。



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