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1. 正则表达式概述

正则表达式（Regular Expression，简称 Regex）是一种用于匹配字符串的模式工具。在 Java 中，正则表达式通过 java.util.regex 包实现，主要涉及以下两个类：

• Pattern：表示一个编译好的正则表达式模式。
• Matcher：用于在字符串中查找与模式匹配的内容。

正则表达式可以用来验证格式、提取信息或替换文本，例如检查邮箱地址是否合法、提取字符串中的数字、按规则分割字符串等。

2. 正则表达式符号速查表

以下是正则表达式的常用符号和元字符（以正则表达式的原始形式列出）。在 Java 代码中，符号如 \d 需要写成 \\d，因为 Java 字符串需要转义反斜杠。

2.1 基本字符和元字符

符号	含义	示例	不匹配示例
\d	匹配一个数字（0-9）	5	a
\D	匹配一个非数字	a	5
\w	匹配字母、数字或下划线	a、3 或 _	!
\W	匹配非字母、数字或下划线	! 或 @	a
\s	匹配一个空白字符（如空格、制表符、换行符）	或 \n	a
\S	匹配一个非空白字符	a 或 1	空白字符
.	匹配任意字符（除换行符外）	a 或 1 或 .	\n

2.2 字符集合

字符集合用方括号 [] 表示，用于匹配单个字符。以下是详细说明：

符号	含义	示例	不匹配示例
[abc]	匹配单个字符，且该字符是 a、b 或 c	a、b 或 c	ab（多字符）、d
[^abc]	匹配单个字符，且该字符不是 a、b 或 c	d 或 1	a、b 或 c
[a-z]	匹配单个小写字母（a 到 z）	b	A、1
[A-Z]	匹配单个大写字母（A 到 Z）	B	a、1
[a-zA-Z]	匹配单个字母（大小写均可）	A 或 b	1
[0-9]	匹配单个数字（0 到 9）	5	a
[a-z&[def]]	匹配单个字符，且该字符是 a 到 z 中且是 d、e 或 f	d、e 或 f	a、b
[a-z&&[^bc]]	匹配单个字符，且该字符是 a 到 z 但不是 b 或 c	a 或 d	b、c
[a-z&&[^m-p]]	匹配单个字符，且该字符是 a 到 z 但不是 m 到 p	a 或 q	m、n

说明：[abc] 只匹配单个字符，不会匹配连续的字符串。例如：

• 字符串 ab：[abc] 会匹配 a（第一个字符），再匹配 b（第二个字符），但不能直接匹配整个 ab。
• 如果要匹配 ab，需要写成 ab（连续字符模式），而不是 [ab]。

2.3 量词

量词用于指定匹配的次数：

符号	含义	示例	不匹配示例
+	匹配 1 次或多次	\d+ 匹配 123	空字符串
*	匹配 0 次或多次	\d* 匹配 12 或空	无
?	匹配 0 次或 1 次	\d? 匹配 1 或空	12（多于 1 个）
{n}	匹配正好 n 次	\d{2} 匹配 12	1、123
{n,}	匹配至少 n 次	\d{2,} 匹配 123	1
{n,m}	匹配 n 到 m 次	\d{2,3} 匹配 12 或 123	1、1234

2.4 边界匹配

符号	含义	示例	不匹配示例
^	匹配字符串的开头	^a 匹配 abc 的开头	bac
$	匹配字符串的结尾	a$ 匹配 cba 的结尾	abc
\b	匹配单词边界	\bword\b 匹配单独的 word	keyword

3. 使用方法

Java 提供了两种主要方式来使用正则表达式：通过 Pattern 和 Matcher 类，或者直接使用 String 类的方法。

3.1 使用 Pattern 和 Matcher

步骤：

1. 使用 Pattern.compile() 创建正则表达式模式（注意转义）。
2. 使用 Pattern.matcher() 创建一个匹配器。
3. 使用 Matcher.find() 和 Matcher.group() 查找并获取匹配结果。

示例代码：提取字符串中的所有数字，并展示字符集合的匹配。

import java.util.regex.Pattern;
import java.util.regex.Matcher;public class RegexDemo {public static void main(String[] args) {// 示例 1：提取数字String input = "Order: 123, Price: 456";Pattern pattern = Pattern.compile("\\d+"); // 正则表达式 \d+（匹配 1 个或多个数字）Matcher matcher = pattern.matcher(input);System.out.println("提取的数字：");while (matcher.find()) {System.out.println(matcher.group());}// 示例 2：字符集合 [abc] 的匹配String text = "ab";Pattern pattern2 = Pattern.compile("[abc]"); // 正则表达式 [abc]（匹配单个 a、b 或 c）Matcher matcher2 = pattern2.matcher(text);System.out.println("\n字符集合 [abc] 匹配结果：");while (matcher2.find()) {System.out.println("匹配到的字符：" + matcher2.group());}}
}

运行结果：

提取的数字：
123
456字符集合 [abc] 匹配结果：
匹配到的字符：a
匹配到的字符：b

说明：在字符串 ab 中，[abc] 每次只匹配一个字符，先匹配到 a，再匹配到 b，但它不会将 ab 作为一个整体匹配。

3.2 使用 String 类的方法

String 类提供了几种简便的方法：

• matches()：判断整个字符串是否完全匹配正则表达式。

  String text = "12345";
  boolean isNumber = text.matches("\\d+"); // 返回 true
  System.out.println("是否全为数字：" + isNumber);
  

• replaceAll()：替换所有匹配正则表达式的部分。

  String text = "abc123def456";
  String result = text.replaceAll("\\d+", "-"); // 结果：abc-def-
  System.out.println("替换数字后的结果：" + result);
  

• split()：按正则表达式分割字符串。

  String text = "a,b,c";
  String[] parts = text.split(","); // 结果：["a", "b", "c"]
  System.out.println("分割结果：" + java.util.Arrays.toString(parts));
  

4. 应用实例

4.1 验证邮箱地址

public class EmailValidation {public static void main(String[] args) {String email = "[e-mail]";String emailPattern = "^[A-Za-z0-9+_.-]+@[A-Za-z0-9.-]+$";if (email.matches(emailPattern)) {System.out.println("邮箱格式正确：" + email);} else {System.out.println("邮箱格式错误：" + email);}}
}

运行结果：

邮箱格式正确：[e-mail]

4.2 验证手机号码

public class PhoneValidation {public static void main(String[] args) {String phone = "13812345678";String phonePattern = "^1[3-9]\\d{9}$";if (phone.matches(phonePattern)) {System.out.println("手机号码格式正确：" + phone);} else {System.out.println("手机号码格式错误：" + phone);}}
}

运行结果：

手机号码格式正确：13812345678

4.3 提取单词

public class WordExtraction {public static void main(String[] args) {String input = "Hello world, this is a test";Pattern pattern = Pattern.compile("\\b\\w+\\b"); // 正则表达式 \b\w+\b（匹配单词）Matcher matcher = pattern.matcher(input);while (matcher.find()) {System.out.println("找到的单词：" + matcher.group());}}
}

运行结果：

找到的单词：Hello
找到的单词：world
找到的单词：this
找到的单词：is
找到的单词：a
找到的单词：test

4.4 验证连续字符

如果需要匹配连续的字符（如 ab），不能使用 [ab]，而是直接写成 ab：

public class SequenceMatch {public static void main(String[] args) {String input = "cabd";Pattern pattern = Pattern.compile("ab"); // 正则表达式 ab（匹配连续的 ab）Matcher matcher = pattern.matcher(input);while (matcher.find()) {System.out.println("找到的连续字符：" + matcher.group());}}
}

运行结果：

找到的连续字符：ab

5. 注意事项

• 性能优化：避免在循环中重复调用 Pattern.compile()，建议将 Pattern 对象定义为静态变量。
• 转义规则：正则表达式中的特殊字符（如 .、+）需要转义，在 Java 中需要双重转义，例如正则表达式 \. 要写成 \\.。