如果你曾經用過Perl或任何其他內建正則表達式支持的語言,你一定知道用正則表達式處理文本和匹配模式是多么簡單。如果你不熟悉這個術語,那么“正則表達式”(Regular Expression)就是一個字符構成的串,它定義了一個用來搜索匹配字符串的模式。 |
許多語言,包括Perl、PHP、Python、JavaScript和JScript,都支持用正則表達式處理文本,一些文本編輯器用正則表達式實現高級“搜索-替換”功能。那么Java又怎樣呢?本文寫作時,一個包含了用正則表達式進行文本處理的Java規范需求(Specification Request)已經得到認可,你可以期待在JDK的下一版本中看到它。 |
然而,如果現在就需要使用正則表達式,又該怎么辦呢?你可以從Apache.org下載源代碼開放的Jakarta-ORO庫。本文接下來的內容先簡要地介紹正則表達式的入門知識,然后以Jakarta-ORO API為例介紹如何使用正則表達式。 |
我們先從簡單的開始。假設你要搜索一個包含字符“cat”的字符串,搜索用的正則表達式就是“cat”。如果搜索對大小寫不敏感,單詞“catalog”、“Catherine”、“sophisticated”都可以匹配。也就是說: |
假設你在玩英文拼字游戲,想要找出三個字母的單詞,而且這些單詞必須以“t”字母開頭,以“n”字母結束。另外,假設有一本英文字典,你可以用正則表達式搜索它的全部內容。要構造出這個正則表達式,你可以使用一個通配符——句點符號“.”。這樣,完整的表達式就是“t.n”,它匹配“tan”、“ten”、“tin”和“ton”,還匹配“t#n”、“tpn”甚至“t n”,還有其他許多無意義的組合。這是因為句點符號匹配所有字符,包括空格、Tab字符甚至換行符: |
為了解決句點符號匹配范圍過于廣泛這一問題,你可以在方括號(“[]”)里面指定看來有意義的字符。此時,只有方括號里面指定的字符才參與匹配。也就是說,正則表達式“t[aeio]n”只匹配“tan”、“Ten”、“tin”和“ton”。但“Toon”不匹配,因為在方括號之內你只能匹配單個字符: |
如果除了上面匹配的所有單詞之外,你還想要匹配“toon”,那么,你可以使用“|”操作符。“|”操作符的基本意義就是“或”運算。要匹配“toon”,使用“t(a|e|i|o|oo)n”正則表達式。這里不能使用方擴號,因為方括號只允許匹配單個字符;這里必須使用圓括號“()”。圓括號還可以用來分組,具體請參見后面介紹。 |
表一顯示了表示匹配次數的符號,這些符號用來確定緊靠該符號左邊的符號出現的次數: |
假設我們要在文本文件中搜索美國的社會安全號碼。這個號碼的格式是999-99-9999。用來匹配它的正則表達式如圖一所示。在正則表達式中,連字符(“-”)有著特殊的意義,它表示一個范圍,比如從0到9。因此,匹配社會安全號碼中的連字符號時,它的前面要加上一個轉義字符“\”。 |
圖一:匹配所有123-12-1234形式的社會安全號碼
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假設進行搜索的時候,你希望連字符號可以出現,也可以不出現——即,999-99-9999和999999999都屬于正確的格式。這時,你可以在連字符號后面加上“?”數量限定符號,如圖二所示: |
圖二:匹配所有123-12-1234和123121234形式的社會安全號碼
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下面我們再來看另外一個例子。美國汽車牌照的一種格式是四個數字加上二個字母。它的正則表達式前面是數字部分“[0-9]{4}”,再加上字母部分“[A-Z]{2}”。圖三顯示了完整的正則表達式。 |
“^”符號稱為“否”符號。如果用在方括號內,“^”表示不想要匹配的字符。例如,圖四的正則表達式匹配所有單詞,但以“X”字母開頭的單詞除外。 |
假設要從格式為“June 26, 1951”的生日日期中提取出月份部分,用來匹配該日期的正則表達式可以如圖五所示: |
新出現的“\s”符號是空白符號,匹配所有的空白字符,包括Tab字符。如果字符串正確匹配,接下來如何提取出月份部分呢?只需在月份周圍加上一個圓括號創建一個組,然后用ORO API(本文后面詳細討論)提取出它的值。修改后的正則表達式如圖六所示: |
圖六:匹配所有Month DD,YYYY格式的日期,定義月份值為第一個組
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為簡便起見,你可以使用一些為常見正則表達式創建的快捷符號。如表二所示: |
例如,在前面社會安全號碼的例子中,所有出現“[0-9]”的地方我們都可以使用“\d”。修改后的正則表達式如圖七所示: |
圖七:匹配所有123-12-1234格式的社會安全號碼
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字符 |
B |
字符B |
\xhh |
16進制值0xhh所表示的字符 |
\uhhhh |
16進制值0xhhhh所表示的Unicode字符 |
\t |
Tab |
\n |
換行符 |
\r |
回車符 |
\f |
換頁符 |
\e |
Escape |
正則表達式的強大體現在它能定義字符集(character class)。下面是一些最常見的字符集及其定義的方式,此外還有一些預定義的字符集:
字符集 |
. |
表示任意一個字符 |
[abc] |
表示字符a,b,c中的任意一個(與a|b|c相同) |
[^abc] |
除a,b,c之外的任意一個字符(否定) |
[a-zA-Z] |
從a到z或A到Z當中的任意一個字符(范圍) |
[abc[hij]] |
a,b,c,h,i,j中的任意一個字符(與a|b|c|h|i|j相同)(并集) |
[a-z&&[hij]] |
h,i,j中的一個(交集) |
\s |
空格字符(空格鍵, tab, 換行, 換頁, 回車) |
\S |
非空格字符([^\s]) |
\d |
一個數字,也就是[0-9] |
\D |
一個非數字的字符,也就是[^0-9] |
\w |
一個單詞字符(word character),即[a-zA-Z_0-9] |
\W |
一個非單詞的字符,[^\w] |
在一些語言里,"\\"的意思是"只是要在正則表達式里插入一個反斜杠。沒什么特別的意思。"但是在Java里,"\\"的意思是"要插入一個正則表達式的反斜杠,所以跟在它后面的那個字符的意思就變了。"舉例來說,如果想表示一個或更多的"單詞字符",那么這個正則表達式就應該是"\\w+"。如果要插入一個反斜杠,那就得用"\\\\"。不過像換行,跳格之類的還是只用一根反斜杠:"\n\t"。
邏輯運算符 |
XY |
X 后面跟著 Y |
X|Y |
X或Y |
(X) |
一個"要匹配的組(capturing group)". 以后可以用\i來表示第i個被匹配的組。 |
邊界匹配符 |
^ |
一行的開始 |
$ |
一行的結尾 |
\b |
一個單詞的邊界 |
\B |
一個非單詞的邊界 |
\G |
前一個匹配的結束 |
匹配的模式(Pattern flags)
compile( )方法還有一個版本,它需要一個控制正則表達式的匹配行為的參數:
Pattern Pattern.compile(String regex, int flag)
flag的取值范圍如下:
編譯標志 |
效果 |
Pattern.CANON_EQ |
當且僅當兩個字符的"正規分解(canonical decomposition)"都完全相同的情況下,才認定匹配。比如用了這個標志之后,表達式"a\u030A"會匹配"?"。默認情況下,不考慮"規范相等性(canonical equivalence)"。 |
Pattern.CASE_INSENSITIVE (?i) |
默認情況下,大小寫不明感的匹配只適用于US-ASCII字符集。這個標志能讓表達式忽略大小寫進行匹配。要想對Unicode字符進行大小不明感的匹配,只要將UNICODE_CASE與這個標志合起來就行了。 |
Pattern.COMMENTS (?x) |
在這種模式下,匹配時會忽略(正則表達式里的)空格字符(注:不是指表達式里的"\\s",而是指表達式里的空格,tab,回車之類)。注釋從#開始,一直到這行結束。可以通過嵌入式的標志來啟用Unix行模式。 |
Pattern.DOTALL (?s) |
在這種模式下,表達式'.'可以匹配任意字符,包括表示一行的結束符。默認情況下,表達式'.'不匹配行的結束符。 |
Pattern.MULTILINE (?m) |
在這種模式下,'^'和'$'分別匹配一行的開始和結束。此外,'^'仍然匹配字符串的開始,'$'也匹配字符串的結束。默認情況下,這兩個表達式僅僅匹配字符串的開始和結束。 |
Pattern.UNICODE_CASE (?u) |
在這個模式下,如果你還啟用了CASE_INSENSITIVE標志,那么它會對Unicode字符進行大小寫不明感的匹配。默認情況下,大小寫不明感的匹配只適用于US-ASCII字符集。 |
Pattern.UNIX_LINES (?d) |
在這個模式下,只有'\n'才被認作一行的中止,并且與'.','^',以及'$'進行匹配。 |
在這些標志里面,Pattern.CASE_INSENSITIVE,Pattern.MULTILINE,以及
Pattern.COMMENTS是最有用的(其中Pattern.COMMENTS還能幫我們把思路理清楚,并且/或者做文檔)。注意,你可以用在表達式里插記號的方式來啟用絕大多數的模式。這些記號就在上面那張表的各個標志的下面。你希望模式從哪里開始啟動,就在哪里插記號。