一、正則表達式基礎知識:(此文講的是符合perl的正則表達式匹配方法,與jdk1.4上的不一樣,但講的很清晰,可作為基礎知識講解看)
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。 |
一、正則表達式基礎知識 |
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: |
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1.1 句點符號 |
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: |
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1.2 方括號符號 |
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: |
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1.3 “或”符號 |
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。 |
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1.4 表示匹配次數的符號 |
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: |
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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“\”。 |
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圖一:匹配所有123-12-1234形式的社會安全號碼 |
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: |
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圖二:匹配所有123-12-1234和123121234形式的社會安全號碼 |
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。 |
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圖三:匹配典型的美國汽車牌照號碼,如8836KV |
1.5 “否”符號 |
“^”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。 |
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圖四:匹配所有單詞,但“X”開頭的除外 |
1.6 圓括號和空白符號 |
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: |
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圖五:匹配所有Moth DD,YYYY格式的日期 |
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: |
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圖六:匹配所有Month DD,YYYY格式的日期,定義月份值為第一個組 |
1.7 其它符號 |
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: |
表二:常用符號 |
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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: |
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圖七:匹配所有123-12-1234格式的社會安全號碼 |
二、正則表達式在java中應用 (java編程思想第三版P565頁有講解)
簡介:
java.util.regex是一個用正則表達式所訂制的模式來對字符串進行匹配工作的類庫包。
它包括兩個類: Pattern和 Matcher
Pattern | 一個Pattern是一個正則表達式經編譯后的表現模式。 |
Matcher | 一個Matcher對象是一個狀態機器,它依據Pattern對象做為匹配模式對字符串展開匹配檢查。 |
首先一個Pattern實例訂制了一個所用語法與PERL的類似的正則表達式經編譯后的模式,然后一個Matcher實例在這個給定的Pattern實例的模式控制下進行字符串的匹配工作。
以下我們就分別來看看這兩個類:
Pattern的方法如下:
static Pattern | compile(String regex) 將給定的正則表達式編譯并賦予給Pattern類 |
static Pattern | compile(String regex, int flags) 同上,但增加flag參數的指定,可選的flag參數包括:CASE INSENSITIVE,MULTILINE,DOTALL,UNICODE CASE, CANON EQ |
int | flags() 返回當前Pattern的匹配flag參數. |
Matcher | matcher(CharSequence input) 生成一個給定命名的Matcher對象 |
static boolean | matches(String regex, CharSequence input) 編譯給定的正則表達式并且對輸入的字串以該正則表達式為模開展匹配,該方法適合于該正則表達式只會使用一次的情況,也就是只進行一次匹配工作,因為這種情況下并不需要生成一個Matcher實例。 |
String | pattern() 返回該Patter對象所編譯的正則表達式。 |
String[] | split(CharSequence input) 將目標字符串按照Pattern里所包含的正則表達式為模進行分割。 |
String[] | split(CharSequence input, int limit) 作用同上,增加參數limit目的在于要指定分割的段數,如將limi設為2,那么目標字符串將根據正則表達式分為割為兩段。 |
一個正則表達式,也就是一串有特定意義的字符,必須首先要編譯成為一個Pattern類的實例,這個Pattern對象將會使用 matcher()方法來生成一個Matcher實例,接著便可以使用該 Matcher實例以編譯的正則表達式為基礎對目標字符串進行匹配工作,多個Matcher是可以共用一個Pattern對象的。
現在我們先來看一個簡單的例子,再通過分析它來了解怎樣生成一個Pattern對象并且編譯一個正則表達式,最后根據這個正則表達式將目標字符串進行分割:
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輸出結果為:
Kevin has seen《LEON》seveal times,because it is a good film. 凱文已經看過《這個殺手不太冷》幾次了,因為它是一部好電影。 名詞:凱文。
很明顯,該程序將字符串按"/"進行了分段,我們以下再使用 split(CharSequence input, int limit)方法來指定分段的段數,程序改動為: tring[] result = p.split("Kevin has seen《LEON》seveal times,because it is a good film./ 凱文已經看過《這個殺手不太冷》幾次了,因為它是一部好電影。/名詞:凱文。",2);
這里面的參數"2"表明將目標語句分為兩段。
輸出結果則為:
Kevin has seen《LEON》seveal times,because it is a good film. 凱文已經看過《這個殺手不太冷》幾次了,因為它是一部好電影。/名詞:凱文。
由上面的例子,我們可以比較出java.util.regex包在構造Pattern對象以及編譯指定的正則表達式的實現手法與我們在上一篇中所介紹的Jakarta-ORO 包在完成同樣工作時的差別,Jakarta-ORO 包要先構造一個PatternCompiler類對象接著生成一個Pattern對象,再將正則表達式用該PatternCompiler類的compile()方法來將所需的正則表達式編譯賦予Pattern類:
PatternCompiler orocom=new Perl5Compiler();
Pattern pattern=orocom.compile("REGULAR EXPRESSIONS");
PatternMatcher matcher=new Perl5Matcher();
但是在java.util.regex包里,我們僅需生成一個Pattern類,直接使用它的compile()方法就可以達到同樣的效果: Pattern p = Pattern.compile("[/]+");
因此似乎java.util.regex的構造法比Jakarta-ORO更為簡潔并容易理解。
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Matcher方法如下:
Matcher | appendReplacement(StringBuffer sb, String replacement) 將當前匹配子串替換為指定字符串,并且將替換后的子串以及其之前到上次匹配子串之后的字符串段添加到一個StringBuffer對象里。 |
StringBuffer | appendTail(StringBuffer sb) 將最后一次匹配工作后剩余的字符串添加到一個StringBuffer對象里。 |
int | end() 返回當前匹配的子串的最后一個字符在原目標字符串中的索引位置 。 |
int | end(int group) 返回與匹配模式里指定的組相匹配的子串最后一個字符的位置。 |
boolean | find() 嘗試在目標字符串里查找下一個匹配子串。 |
boolean | find(int start) 重設Matcher對象,并且嘗試在目標字符串里從指定的位置開始查找下一個匹配的子串。 |
String | group() 返回當前查找而獲得的與組匹配的所有子串內容 |
String | group(int group) 返回當前查找而獲得的與指定的組匹配的子串內容 |
int | groupCount() 返回當前查找所獲得的匹配組的數量。 |
boolean | lookingAt() 檢測目標字符串是否以匹配的子串起始。 |
boolean | matches() 嘗試對整個目標字符展開匹配檢測,也就是只有整個目標字符串完全匹配時才返回真值。 |
Pattern | pattern() 返回該Matcher對象的現有匹配模式,也就是對應的Pattern 對象。 |
String | replaceAll(String replacement) 將目標字符串里與既有模式相匹配的子串全部替換為指定的字符串。 |
String | replaceFirst(String replacement) 將目標字符串里第一個與既有模式相匹配的子串替換為指定的字符串。 |
Matcher | reset() 重設該Matcher對象。 |
Matcher | reset(CharSequence input) 重設該Matcher對象并且指定一個新的目標字符串。 |
int | start() 返回當前查找所獲子串的開始字符在原目標字符串中的位置。 |
int | start(int group) 返回當前查找所獲得的和指定組匹配的子串的第一個字符在原目標字符串中的位置。 |
(光看方法的解釋是不是很不好理解?不要急,待會結合例子就比較容易明白了)
一個Matcher實例是被用來對目標字符串進行基于既有模式(也就是一個給定的Pattern所編譯的正則表達式)進行匹配查找的,所有往Matcher的輸入都是通過CharSequence接口提供的,這樣做的目的在于可以支持對從多元化的數據源所提供的數據進行匹配工作。
我們分別來看看各方法的使用:
★matches()/lookingAt ()/find():
一個Matcher對象是由一個Pattern對象調用其matcher()方法而生成的,一旦該Matcher對象生成,它就可以進行三種不同的匹配查找操作:
- matches()方法嘗試對整個目標字符展開匹配檢測,也就是只有整個目標字符串完全匹配時才返回真值。
- lookingAt ()方法將檢測目標字符串是否以匹配的子串起始。
- find()方法嘗試在目標字符串里查找下一個匹配子串。
以上三個方法都將返回一個布爾值來表明成功與否。
★replaceAll ()/appendReplacement()/appendTail():
Matcher類同時提供了四個將匹配子串替換成指定字符串的方法:
- replaceAll()
- replaceFirst()
- appendReplacement()
- appendTail()
replaceAll()與replaceFirst()的用法都比較簡單,請看上面方法的解釋。我們主要重點了解一下appendReplacement()和appendTail()方法。
appendReplacement(StringBuffer sb, String replacement) 將當前匹配子串替換為指定字符串,并且將替換后的子串以及其之前到上次匹配子串之后的字符串段添加到一個StringBuffer對象里,而appendTail(StringBuffer sb) 方法則將最后一次匹配工作后剩余的字符串添加到一個StringBuffer對象里。
例如,有字符串fatcatfatcatfat,假設既有正則表達式模式為"cat",第一次匹配后調用appendReplacement(sb,"dog"),那么這時StringBuffer sb的內容為fatdog,也就是fatcat中的cat被替換為dog并且與匹配子串前的內容加到sb里,而第二次匹配后調用appendReplacement(sb,"dog"),那么sb的內容就變為fatdogfatdog,如果最后再調用一次appendTail(sb),那么sb最終的內容將是fatdogfatdogfat。
還是有點模糊?那么我們來看個簡單的程序:
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最終輸出結果為:
第1次匹配后sb的內容是:Kevin
第2次匹配后sb的內容是:Kevin Li and Kevin
第3次匹配后sb的內容是:Kevin Li and Kevin Chan are both working in Kevin
第4次匹配后sb的內容是:Kevin Li and Kevin Chan are both working in Kevin Chen's Kevin
調用m.appendTail(sb)后sb的最終內容是:Kevin Li and Kevin Chan are both working in Kevin Chen's KevinSoftShop company.
看了上面這個例程是否對appendReplacement(),appendTail()兩個方法的使用更清楚呢,如果還是不太肯定最好自己動手寫幾行代碼測試一下。
★group()/group(int group)/groupCount():
該系列方法與我們在上篇介紹的Jakarta-ORO中的MatchResult .group()方法類似(有關Jakarta-ORO請參考上篇的內容),都是要返回與組匹配的子串內容,下面代碼將很好解釋其用法:
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輸出為:
該次查找獲得匹配組的數量為:2
第1組的子串內容為:ca
第2組的子串內容為:t
Matcher對象的其他方法因比較好理解且由于篇幅有限,請讀者自己編程驗證。
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最后我們來看一個檢驗Email地址的例程,該程序是用來檢驗一個輸入的EMAIL地址里所包含的字符是否合法,雖然這不是一個完整的EMAIL地址檢驗程序,它不能檢驗所有可能出現的情況,但在必要時您可以在其基礎上增加所需功能。
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例如,我們在命令行輸入:java Email www.kevin@163.net
那么輸出結果將會是:EMAIL地址不能以'www.'起始
如果輸入的EMAIL為@kevin@163.net
則輸出為:EMAIL地址不能以'.'或'@'作為起始字符
當輸入為:cgjmail#$%@163.net
那么輸出就是:
輸入的EMAIL地址里包含有冒號、逗號等非法字符,請修改 您現在的輸入為: cgjmail#$%@163.net 修改后合法的地址應類似: cgjmail@163.net