正則表達(dá)式（regular expression）是一種可以在許多現(xiàn)代應(yīng)用程序和編程語言中使用的特殊形式的代碼模式。可以使用它們來驗(yàn)證輸入是否符合給定的文本模式，在一大段文字中查找該模式的文本，用其它文本來替換匹配該模式的文本或者重新組織匹配文本的一部分，把一塊文本劃分成一系列更小的文本。

在Java語言中，從jdk1.4中加入了java.util.regex包提供對正則表達(dá)式的支持，而且Java.lang.String類中的replaceAll和split函數(shù)也是調(diào)用的正則表達(dá)式來實(shí)現(xiàn)的。在java.util.regex包中，常用到的類是Pattern和Matcher。典型的調(diào)用順序?yàn)椋?/p>

Pattern p = Pattern.compile("a*b"); // a*b是被編譯的正則表達(dá)式

Matcher m = p.matcher("aaaaab"); // aaaaab為要匹配表達(dá)式

boolean b = m.matches(); //b為匹配結(jié)果

其等價(jià)于：

boolean b = Pattern.matches("a*b", "aaaaab");//對于重復(fù)匹配效率不高

       說明一下，使用Matcher 類中的matches()方法是進(jìn)行完全匹配，使用find()方法可以進(jìn)行部分匹配。String類的matches()方法是調(diào)用Pattern類中的matches()；String 類中的contains()方法也可以判斷一個(gè)字符串中是否包含某一個(gè)子串。

1.基本語法

1.1元字符

正則表達(dá)式之所以擁有巨大的魔力，就是因?yàn)橛?2個(gè)標(biāo)點(diǎn)字符才產(chǎn)生的，

$ ( ) * + . ? [ \ ^ { |

它們被稱作元字符，如果想要在下正則表達(dá)式中匹配它們，那么就需要在它們前面用一個(gè)反斜杠\來進(jìn)行轉(zhuǎn)義。特別應(yīng)該注意的是在這個(gè)列表中并不包含右方括號]、連字符-和右花括號}，前兩個(gè)字符只有在它們位于一個(gè)沒有轉(zhuǎn)義的[之后才成為元字符，而}只有在一個(gè)沒有轉(zhuǎn)義的{之后才是元字符。在任何時(shí)候都沒有必要對}進(jìn)行轉(zhuǎn)義。

對任意其它非字母數(shù)字的字符進(jìn)行轉(zhuǎn)義不會轉(zhuǎn)變你的正則表達(dá)式的規(guī)則----至少在.NET、Java、JavaScript、PCRE、Perl、Python、Ruby都不會這樣，而對一個(gè)字母數(shù)字字符進(jìn)行轉(zhuǎn)義則會給它一個(gè)特殊含義，或者出現(xiàn)一個(gè)語法錯(cuò)誤。

如果想要匹配$()*+.?[\^{|，(匹配單個(gè)元字符，當(dāng)這些元字符混合成其它語法結(jié)構(gòu)另當(dāng)別論)則對應(yīng)的正則表達(dá)式應(yīng)該為：\$\(\)\*\+\.\?\[\\\^\{\|。但是在代碼里面應(yīng)該這樣寫：

Pattern p = Pattern.compile("\\$\\(\\)\\*\\+\\.\\?\\[\\\\\\^\\{\\|");

    Matcher m = p.matcher("$()*+.?[\\^{|");

boolean b = m.matches();

注意：在Java里面，要匹配反斜杠\，需要使用“\\\\”，因?yàn)樵谧址锩娌辉试S出現(xiàn)單個(gè)反斜杠\，所以“\\”表示一個(gè)反斜杠\,“\\\\”才能正確匹配到反斜杠\。

Java 6、PCRE、Perl支持使用正則記號<\Q>和<\E>。<\Q>會抑制所有元字符的含義，直到出現(xiàn)<\E>為止。如果漏掉了<\E>，那么在<\Q>之后直到正則表達(dá)式結(jié)束之前的所有字符都會被當(dāng)作字符文本來對待。所以上面的正則表達(dá)式可以用如下代碼匹配：

Pattern p = Pattern.compile("\\Q$()*+.?[\\^{|\\E");

Matcher m = p.matcher("$()*+.?[\\^{|");

       在字符串里面還有一個(gè)特殊的字符，雙引號”,如果想要匹配一個(gè)字符器里面是否包含有雙引號是，可以使用如下代碼：

Pattern p = Pattern.compile("\"");

Matcher m = p.matcher("\"");

注：在字符串里面雙引號需要轉(zhuǎn)義

1.2匹配單個(gè)字符

       除了元字符之外，匹配單個(gè)字符直接使用對應(yīng)的字符來匹配，當(dāng)然也有一些特殊的字符，如匹配一個(gè)包含ASCII控制字符的字符串：響鈴、退出、換頁、換行、回車、水平制表符和垂直制表符，對應(yīng)的地十六進(jìn)制ASCII分別是：07、1B、0C、0A、0D、09、0B。對應(yīng)的參照表1如下：

表1 單個(gè)字符匹配

1.3匹配字符類

使用的方括號[]的表示法被稱作是一個(gè)字符類(character class)。一個(gè)字符類匹配在一個(gè)可能的字符列表中的單個(gè)字符。首先看一下預(yù)定義的字符類有哪些，如表2所示：

表2預(yù)定義字符類

在字符類之外，上面的12個(gè)標(biāo)點(diǎn)字符是元字符。在一個(gè)字符類中，只有其中4個(gè)字符擁有特殊功能：\、^、-和]。(也就是說，在字符類里面，除了那4個(gè)特殊字符，其它的字符都不需要使用轉(zhuǎn)義符。)如果使用的是Java或者是.NET,那么左方括號[在字符類也是一個(gè)元字符，所有的其它字符都是字面量，只是把它們自身加入到了字符類中。

點(diǎn)號是最古老也是最簡單的正則表達(dá)式特性之一。它的含義永遠(yuǎn)是匹配任意單個(gè)字符。點(diǎn)號是最經(jīng)常被濫用的正則表達(dá)式特性，最好只有當(dāng)你確實(shí)想要允許出現(xiàn)任意字符是地，才使用點(diǎn)號，而在任何場合，都應(yīng)當(dāng)使用一個(gè)字符類或者是否定字符類來實(shí)現(xiàn)。

在.NET、Java、PCRE、Perl、Python中，<(?s)>是用于“點(diǎn)號匹配換行符”模式的模式修飾符。

反斜杠總是會對緊跟其后的字符進(jìn)行轉(zhuǎn)義，這與它在字符類之外的作用一樣。被轉(zhuǎn)義的字符可以是單個(gè)字符，也可以是一個(gè)范圍的開始或結(jié)束。另外4個(gè)元字符只有當(dāng)它們被放置在特定位置時(shí)才擁有特殊含義。在使用中總是對這些元字符進(jìn)行轉(zhuǎn)義會使你的正則表達(dá)式更加容易讓人理解。

表3 一般字符類匹配

字母數(shù)字字符則不能使用反斜杠來轉(zhuǎn)義。

如果緊跟著左括號后面是一個(gè)脫字符(^)，那么就會對整個(gè)字符類取否。也就是就它會匹配不屬于該字符類列表中的任意字符。一個(gè)否定字符類會匹配換行符號，除非把換行也加入到否定字符類中。

連字符(-)被放在兩個(gè)字符之間的時(shí)候就會創(chuàng)建一個(gè)范圍。該范圍所組成的字符類包含連字符之前的字符、連字符之后的字符，以及按照字母表順序位于這兩個(gè)字符之間的所有字符。

<\d>和<[\d]>都會匹配單個(gè)數(shù)字，每個(gè)小寫的簡寫都擁有一個(gè)相關(guān)聯(lián)的大寫簡定字符，其含義正好相反。因此<\D>會匹配不是數(shù)字的任意字符，所以同<[^\d]>是等價(jià)的。

<\w>會匹配單個(gè)的單詞字符(word character)，所謂的單詞字符指的是能夠出現(xiàn)在一個(gè)單詞中的字符，這包括了字母、數(shù)字和下劃線。<\W>則會匹配不屬于上述字符集合中的任意字符。在Java、JavaScript、PCRE和Ruby中，<\w>總是和<[a-zA-Z0-9_]>的含義完全相同，而在.NET和Perl中，會包含其它字母表(泰語等)的字母和數(shù)字。

<\s>匹配任意的空白字符，其中包括了空格、制表符和換行符。在.NET、Perl和JavaScript中，<\s>也會匹配杜撰Unicode標(biāo)準(zhǔn)定義這空白號的字符。在JavaScript中對于<\s>使用的是Unicode，對<\d>和<\w>則使用ASCII標(biāo)準(zhǔn)。<\S>會匹配<\s>不能匹配的任意字符。

1.4量詞

       當(dāng)我們要匹配的正則表達(dá)式里面有一部分重復(fù)多次時(shí)，比如說匹配手機(jī)號或固話時(shí)，我們可以使用量詞來進(jìn)行匹配固定次數(shù)或不定次數(shù)的重復(fù)。

如下面的例子：匹配一個(gè)10位的十進(jìn)制數(shù)，可以使用如下正則表達(dá)式：

Matcher m = Pattern.compile("\\d{10}").matcher("0123456789");

    while (m.find()) {

        System.out.println(m.group());

}

運(yùn)行結(jié)果為：

0123456789

       正則表達(dá)式中的數(shù)量詞有Greedy (貪心)量詞、Reluctant(懶惰)量詞和Possessive(占有)量詞三種。

       首先來看一個(gè)貪心量詞，如下表所示：

表4 貪心量詞

       量詞<{n}>,其中n是一個(gè)正整數(shù)，用來重復(fù)之前的正則記號n次。

    對于固定次數(shù)的重復(fù)，使用量詞<{n}>。<{1}>這樣和沒有任何量詞是等價(jià)的，<ab{1}c>和<abc>是等價(jià)的，<{0}>是重復(fù)之前的記號0次，<ab{0}c>和<ac>是同樣的正則表達(dá)式。

    對于可變次數(shù)重復(fù)，我們使用量詞<{n,m}>，其中n是一個(gè)正整數(shù)，并且m大于n,至少 n 次，但是不超過 m 次。對于可變次數(shù)重復(fù)的情形，其中所有選擇分析重復(fù)的順序就會產(chǎn)生影響。如果n和m是相等的，那就是固定次數(shù)的重復(fù)。

    量詞<{n, }>，其中n是一個(gè)正整數(shù)，支持無限次數(shù)重復(fù)。<\d{1,}>匹配一個(gè)或多個(gè)數(shù)字，<\d+>也一樣，在一個(gè)不是量詞的正則記號之后添加一個(gè)“+”，意味著一次或多次；<\d{0,}>匹配零個(gè)或多個(gè)數(shù)字，<\d*>也一樣，“*”意味著0次或多次。<h?>與<h{0,1}>的效果是一樣的，在一個(gè)合法和完整的非量詞正則記號之后的“?”意味著0或1次。

    量詞還可以嵌套。<(e\d+)?>會匹配一個(gè)e之后跟著一個(gè)或是多個(gè)數(shù)字，或者是一個(gè)長度為0的匹配。

    Reluctant(懶惰)量詞和Possessive(占有)量詞與Greedy (貪心)量詞基本語法類似，見下表：

表5 Reluctant(懶惰)量詞和Possessive(占有)量詞

       在貪心量詞后面加上一個(gè)問號“?”可以使任何量詞變?yōu)閼卸枇吭~；同理在貪心量詞后面加上一個(gè)加號“+”可以使任何量詞變?yōu)檎加辛吭~。下面來講一下幾種量詞的區(qū)別：

  greedy量詞是最常用的，被看作“貪婪的”，因?yàn)樗谝淮尉妥x入整個(gè)被模糊匹配的字符串。如果第一個(gè)匹配嘗試（整個(gè)輸入字符串）失敗，匹配器就會在被匹配字符串中的最后一位后退 一個(gè)字符并且再次嘗試，重復(fù)這個(gè)過程，直到找到匹配或者沒有更多剩下的字符可以后退為止。根據(jù)表達(dá)式中使用的量詞，它最后試圖匹配的內(nèi)容是1 個(gè)或者0個(gè)字符。因?yàn)榭偸菑淖畲笃ヅ溟_始匹配，故稱貪婪。

  reluctant量詞采取相反的方式：它們從被匹配字符串的開頭開始，然后逐步地一次讀取一個(gè)字符搜索匹配，直到找到匹配或?qū)⒄麄€(gè)字符串吞入。因?yàn)榭偸菑淖钚∑ヅ溟_始，故稱懶惰

  possessive量詞總是讀完整個(gè)輸入字符串，嘗試一次（而且只有一次）匹配。和greedy量詞不同，possessive從不后退。

  貪心量詞會找到最長的可能匹配，懶惰量詞則會找到最短的可能匹配，兩者都會進(jìn)行回退，但是占有量詞不進(jìn)行回退。

使用如下代碼進(jìn)行驗(yàn)證：

Matcher m = Pattern.compile("1.*a").matcher("12a34abcd");

        System.out.println("Greedy  貪心量詞");

        while (m.find()) {

            System.out.println(m.group());

        }

        Matcher m1 = Pattern.compile("1.*?a").matcher("12a34abc");

        System.out.println("Reluctant 懶惰量詞");

        while (m1.find()) {

            System.out.println(m1.group());

        }

        Matcher m2 = Pattern.compile("1.*+a").matcher("12a34abc");

        System.out.println("Possessive  占有量詞");

        while (m2.find()) {

            System.out.println(m2.group());

        }

       得到的結(jié)果為：

       Greedy  貪心量詞

12a34a

Reluctant 懶惰量詞

12a

Possessive  占有量詞

1.5邏輯運(yùn)算符、分組與邊界匹配器

1.5.1邊界匹配器

首先我們來看一個(gè)問題，匹配My cat is brown中的cat，但是不會匹配category或是bobcat，看下面的正則表達(dá)式：

Matcher m = Pattern.compile("\\bcat\\b").matcher("My cat is brown");

    while (m.find()) {

         System.out.println(m.group());

 }

運(yùn)行結(jié)果為：

cat

在上面的正則表達(dá)式里面，我們使用到了單詞邊界匹配器。在Java里面，邊界匹配器如下表：

表6  邊界匹配器

正則表達(dá)式記號<\b>被稱作是一個(gè)單詞邊界，它會匹配一個(gè)單詞的開始或結(jié)束，就它自身而言，所產(chǎn)生的一個(gè)長度為0的匹配。

    嚴(yán)格來講，<\b>會匹配如下3種位置：

  在目標(biāo)文本的第一個(gè)字符之前，如果第一個(gè)字符是單詞字符

  在目標(biāo)文本的最后一個(gè)字符之后，如果最后一個(gè)字符是單詞字符

  在目標(biāo)文本的兩個(gè)字符之間，其中一個(gè)是單詞字符，而另外一個(gè)不是單詞字符

<\B>會匹配在目標(biāo)文本中的<\b>不匹配的第一個(gè)位置。換句話說，<\B>會匹配不屬于單詞開始或結(jié)束的每一個(gè)位置。

單詞字符就是可以在單詞中出現(xiàn)的字符。

JavaScript、PCRE和Ruby只把ASCII字符看做是單詞字符。<\w>因此與<[a-zA-z0-9]>是完全等同的；.NET和Perl把所有語言字母表中的字母和數(shù)字都當(dāng)作單詞字符；Python則為你提供了一個(gè)選項(xiàng)，只有在創(chuàng)建正則表達(dá)式時(shí)傳遞了UNICODE或是U選項(xiàng)，非ASCII的字符才會被包括起來；Java則表現(xiàn)得不是很一致，<\w>只匹配ASCII字符，但是<\b>則是支持Unicode的，因此可以支持任何字母表。

正則表達(dá)式中的記號<^>,<$>,<\A>,<\Z>和<\z>被稱為定位符（anchor），它們并不匹配任意字符。事實(shí)上，它們匹配的特定的位置，也就是說把正則表達(dá)式這些位置來進(jìn)行匹配。

    JavaScript不支持<\A>。定位符<^>和<\A>是等價(jià)的，前提是不能打開“^和$匹配換行處”這個(gè)選項(xiàng)。對于除了Ruby之外的所有其它正則表達(dá)式流派來說，該選項(xiàng)都是默認(rèn)關(guān)閉的。除非使用JavaScript，一般都推薦使用<\A>。<\A>的含義問題保持不變的，因此可以避免由于正則選項(xiàng)設(shè)置而造成的混淆或錯(cuò)誤。

    .NET、Java、PCRE、Perl、Ruby同時(shí)支持<\Z>和<\z>，Python只支持<\Z>，JavaScript則根本不提供對<\Z>和<\z>的支持。<\Z>和<\z>的唯一區(qū)別是當(dāng)目標(biāo)文本的最后一個(gè)字符是換行符的時(shí)候，在這種情形下，<\Z>可以匹配到目標(biāo)文本的最結(jié)尾處，也就是在最后的換行符之后 的位置，同時(shí)也可以匹配緊跟這個(gè)換行符之前的位置；<\z>則只會匹配目標(biāo)文本的最末尾處，因此如果存在一個(gè)多余的換行符，那么它無法匹配。

    定位符<$>和<\Z>是等價(jià)的，前提是不能打開“^和$匹配換行處”這個(gè)選項(xiàng)。對于除了Ruby之外的所有其它正則表達(dá)式流派來說，該選項(xiàng)都是默認(rèn)關(guān)閉的。

1.5.2邊界匹配器

當(dāng)匹配多個(gè)選擇分支時(shí)，如匹配Mary,Jane and Sue went to Mary’s house中的Mary,Jane或Sue，使用的正則表達(dá)式為：

Matcher m = Pattern.compile("Mary|Jane|Sue").matcher("Mary,Jane and Sue went to Mary’s house ");

    while (m.find()) {

        System.out.println(m.group());

 }

執(zhí)行結(jié)果為：

Mary

Jane

Sue

Mary

豎線，或是稱作管道符號，會把正則表達(dá)式拆分成多個(gè)選擇分支，每個(gè)只會匹配一個(gè)名字，但是每次卻可以匹配不同的名字。

正則表達(dá)式里面的邏輯運(yùn)算符如下表表示：

表7  Logical 運(yùn)算符

上面的正則表達(dá)式還有以下問題：在匹配的過程中會匹配DJanet中的Jane。如下面的的正則表達(dá)式所示：

Matcher m = Pattern.compile("Mary|Jane|Sue").matcher("Mary,Jane and Sue went to Mary’s house DJanet");

    while (m.find()) {

        System.out.println(m.group());

 }

執(zhí)行結(jié)果為：

Mary

Jane

Sue

Mary

Jane

這個(gè)時(shí)候，可能會想到之前使用到的單詞邊界匹配器，把正則表達(dá)式修改一下，添加單詞邊界匹配：

Matcher m = Pattern.compile("\\bMary|Jane|Sue\\b").matcher("Mary,Jane and Sue went to Mary’s house DJanet");

    while (m.find()) {

        System.out.println(m.group());

 }

執(zhí)行結(jié)果為：

Mary

Jane

Sue

Mary

Jane

執(zhí)行結(jié)果有也不是我們想要的答案，上面的正則表達(dá)式寫法上面有問題，應(yīng)該寫成下面這樣：

Matcher m = Pattern.compile("\\bMary\\b|\\bJane\\b|\\b Sue\\b").matcher("Mary,Jane and Sue went to Mary’s house DJanet");

 “|”在所有正則操作符中擁有最低的優(yōu)先級。如果想要正則表達(dá)式中的一些內(nèi)容不受替代操作影響的話，那么就需要把這些選擇分支進(jìn)行分組，分組是通過圓括號來實(shí)現(xiàn)的，括號擁有在所有正則操作符中的最高優(yōu)先級。

Matcher m = Pattern.compile("\\b(Mary|Jane|Sue)\\b").matcher("Mary,Jane and Sue went to Mary’s house DJanet");

    while (m.find()) {

        System.out.println(m.group());

 }

執(zhí)行結(jié)果為：

Mary

Jane

Sue

Mary

一組圓括號不僅僅是一個(gè)分組，它還是一個(gè)捕獲分組，正則表達(dá)式\b(\d\d\d\d)-(\d\d)-(\d\d)\b擁有三個(gè)捕獲分組，分組是按照左括號的順序從左到右進(jìn)行編號的，(\d\d\d\d)、(\d\d)、(\d\d)分別為3個(gè)分組。

分組分為捕獲性分組和非捕獲性分組，簡單的說捕獲性分組就是捕獲分組所匹配的內(nèi)容暫且存儲在某個(gè)地方，以便下次使用，捕獲性分組以(...)表示,有些地方將取得捕獲性分組所匹配結(jié)果的過程稱之為"反向引用",非捕獲性分組不捕獲分組所匹配的內(nèi)容，當(dāng)然也就得不到匹配的結(jié)果,非捕獲性分組以(?:...)表示，在一些只需要分組匹配但是并不需要得到各個(gè)分組匹配的結(jié)果時(shí)，使用非捕獲性分組可以提高匹配速度。

在匹配過程中，當(dāng)正則表達(dá)式引擎到達(dá)右括號而退出分組的時(shí)候，它會把該捕獲分組所匹配到的文本的子串存儲起來。當(dāng)我們匹配2008-08-05時(shí)，2008被保存到第一個(gè)捕獲中，08在第2個(gè)捕獲中，而05則在第3個(gè)捕獲中。

使用\b\d\d(\d\d)-\1-\1\b可以匹配像2008-08-08這樣的日期(年減去世紀(jì)、月份和該月的天數(shù)都是相同的數(shù)字)，在這個(gè)正則表達(dá)式中，我們使用反向引用來在該正則表達(dá)式中的任何地方匹配相同的文本。可以使用反斜杠之后跟一個(gè)單個(gè)數(shù)字(1~9)來引用前9個(gè)捕獲分組，而第(10~99)則要使用\10~\99。

注意，不要使用\01。它或者是一個(gè)八進(jìn)制的轉(zhuǎn)義，或者會產(chǎn)生一個(gè)錯(cuò)誤。在JavaScript中此正則表達(dá)式還會匹配12—34。因?yàn)樵贘avaScript中，對一個(gè)還沒有參與匹配的分組的反向引用總是會匹配成功，這同捕獲了長度為0的匹配的分組的反向引用是一樣的。

1.6常用的正則表達(dá)式

正則表達(dá)式通常用于兩種任務(wù)：1.驗(yàn)證，2.搜索/替換。用于驗(yàn)證時(shí)，通常需要在前后分別加上^和$，以匹配整個(gè)待驗(yàn)證字符串；搜索/替換時(shí)是否加上此限定則根據(jù)搜索的要求而定，此外，也有可能要在前后加上\b而不是^和$。此表所列的常用正則表達(dá)式，除個(gè)別外均未在前后加上任何限定，請根據(jù)需要，自行處理。