正则表达式学习经验分析

  当然,为了指定一种模式,使用...这种记号是不够精确的。你需要精确地指定什么样的字符排列是一个合法的匹配。当描述某种模式时,你需要使用一种特殊的语法。

  这里有一个简单例子。正则表达式

  [Jj]ava.+

  匹配下列形式的任何字符串:

  首字母是J或j

  后续的三个字母是ava

  字符串的剩余部分由一个或多个任意字符组成

  例如,字符串“javaness”匹配这个特殊的正则表达式,但是字符串“Core Java”却不匹配。

  如你所见,你需要了解一点语法来理解正则表达式的含意。幸运的是对于大多数的用途,使用少量的简单构造(straightforward constructs)就已足够。

  字符类是可选自符的集合,用‘['封装,比如[Jj],[0-9],[A-Za-z]或[^0-9]。这里的-表示范围(Unicode落在两个边界之间的所有字符),^表示求补(指定字符外的所有字符)。

  有许多预定以的字符类,像\d(数字)或\p{Sc}(Unicode货币符号),见表12-8和12-9。

  大多数字符与它们自身匹配,像上例中的ava字符。

  符号.匹配任何字符(可能行终止符(line terminators)除外,这依赖于标识设置(flag settings))

  \用作转义符,比如\.匹配一个句点,\\匹配一个反斜杠。

  ^和$分别匹配行头和行尾

  如果X和Y都是正则表达式,则XY表示“X的匹配后面跟着Y的匹配”。X|Y表示“任何X或Y的匹配”

  可以将量词(quantifier)用到表达式中,X+ 表示X重复1次或多次,X* 表示X重复0次或多次,X? 表示X重复0次或1次

  默认地,一个量词总是与使总体成功匹配的最长的可能重复匹配。可以加上后缀?(称为reluctant或stingy 匹配,用以匹配最小的重复数),和+(称为possessive或贪婪匹配,用以即使在总体匹配失败的情况下也匹配最大的重复数)来更改这种属性。

  例如,字符串cab匹配[a-z]*ab,但不匹配[a-z]*+ab。第一种情况下,[a-z]*只匹配字符c,因此字符ab正好与模式的剩余部分匹配。但是贪婪版本[a-z]*+就与字符cab匹配,模式的剩余部分ab就匹配失败(,这样总体也就匹配失败)。

  可以使用分组来定义子表达式。将分组封装在()中,如([+-]?)([0-9]+)。然后你可以让模式匹配符(the pattern matcher)返回每个分组的匹配,或者使用\n来回引分组(refer back to a group with \n),其中n是组号(以\1起始)

  这里有一个稍微有点复杂却又很有用的正则表达式--它用来描述十进制和十六进制的整数。

  [+-]?[0-9]+|0[Xx][0-9A-Fa-f]+

  不幸的是,在使用正则表达式的各种程序和库之间,它的语法还没有完全标准化。对基本的构造上已达成了共识,但在细节方面有许多令人“抓狂”的区别(many maddening differences)。Java的正则表达式类使用了与Perl语言类似的语法,但也不尽相同。表12-8显示了Java语法的所有正则表达式构造。要了解更多关于正则表达式的信息,请参考Pattern类的API文档,或者Jeffrey E. F. Friedl的著作《Mastering Regular Expressions》(O'Reilly and Associates, 1997)(刚去第二书店查了一下,东南大学出版社已经引入了其第二版,影印)

  表12-8 正则表达式语法

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  语法                                       解释

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  字符

  c                                         字符c

  \unnnn, \xnn, \0n, \0nn, \0nnn       带有十六或八进制值的代码单元

  \0n                             八进制0n代表的字符(0<=n<=7)

  \0nn                           八进制0nn代表的字符(0<=n<=7)

  \0mnn                         八进制0mnn代表的字符(0<=m<=3,0<=n<=7)

  \xnn                           十六进制 0xnn所代表的字符

  \uhhhh                         十六进制 0xhhhh所代表的字符

  \t, \n, \r, \f, \a, \e                         控制字符,依次是制表符,换行符,回车符,换页符,报警符和转义符

  \cc                                       控制字符中出现的相应字符c

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  字符类

  [C1C2. . .]               C1、C2……中的任何字符。Ci可以是字符,字符范围(C1-C2)或者字符类。

  [^. . .]                     字符类的补集

  [ . . . && . . .]             两个字符类的交集

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  预定义字符类

  .                           除行终止符外的任何字符(如果DOTALL标志置位,则表示任何字符)

  \d                         数字[0-9]

  \D                         非数字[^0-9]

  \s                         空白字符[\t\n\r\f\x0B]

  \S                         非空白字符

  \w                         单词字符[a-zA-Z0-9_]

  \W                       非单词字符

  \p{name}                 一个指定的字符类,见表12-9

  \P{name}               指定字符类的补集

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  边界匹配符

  ^ $                       输入的开头和结尾(在多行模式(multiline mode)下是行的开头和结尾)

  \b                         单词边界

  \B                         非单词边界

  \A                         输入的开头

  \z                         输入的结尾

  \Z                         除最后行终止符之外的输入结尾

  \G                       上个匹配的结尾

  --------------------------------------------------------------------------------

  量词

  X?                         可选的X(即X可能出现,也可能不出现)

  X*                         X,可以重复0次或多次

  X+                         X,可以重复1次或多次

  X{n} X{n,} X{n,m}       X重复n次,至少重复n次,重复n到m次

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  量词后缀

  ?                       设默认(贪婪)匹配为reluctant匹配

  +                       设默认(贪婪)匹配为possessive匹配

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  集合操作

  XY                       X的匹配后面跟着Y的匹配

  X|Y                       X或Y的匹配

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  分组

  (X)                     匹配X并且在一个自动计数的分组中捕获它

  \n                       与第n个分组的匹配

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  转义

  \c                       字符c(必须不是字母)

  \Q...\E                   逐字地引用...

  (?...)               特殊构造,看Pattern类的API

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  正则表达式的最简单使用是测试一个特殊的字符串是否与之匹配。这里有一个Java写的测试程序。首先从表示正则表达式的字符串构造一个Pattern对象。然后从该模式获得一个Matcher对象,并且调用它的matches()方法:

  Pattern pattern = Pattern.compile(patternString);

  Matcher matcher = pattern.matcher(input);

  if (matcher.matches()) . . .

  表12.9 预定义的字符类名(Predefined Character Class Names)

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  Lower                 小写的ASII字符[a-z]

  Upper                 大写的ASCII字符[A-Z]

  Alpha                 ASCII字母[A-Za-z]

  Digit                   ASCII 数字 [0-9]

  Alnum                 ASCII 字母或数字[A-Za-z0-9]

  Xdigit                 十六进制数字[0-9A-Fa-f]

  Print or Graph       可打印的ASCII字符[\x21-\x7E]

  Punct                 非字母或数字ASCII [\p{Print}&&\P{Alnum}]

  ASCII                 所有ASCII字符 [\x00-\x7F]

  Cntrl                 ASCII控制字符[\x00-\x1F]

  Blank                 空格符或制表符[ \t]

  Space                 空白符 [ \t\n\r\f\0x0B]

  javaLowerCase     取决于Character.isLowerCase()的小写字符

  javaUpperCase     取决于Character.isUpperCase()的大写字符

  javaWhitespace   取决于Character.isWhitespace()的空白符

  javaMirrored         取决于Character.isMirrored()的Mirrored(?)

  InBlock               这里的Block是unicode字符的块名,用空格隔开,比如BasicLatin 或 Mongolian。块名列表                       参考http://www.unicode.org

  Category 或InCategory   这里的Category是Unicode字符的种类名,比如L(字母)或者Sc(货币符号)。种类                           名列表参考http://www.unicode.org

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  matcher的输入可以是实现CharSequence接口的任何类对象,像String,StringBuilder或CharBuffer。

  当编译模式时,可以设置一个或多个标志,例如

  Pattern pattern = Pattern.compile(patternString,

  Pattern.CASE_INSENSITIVE + Pattern.UNICODE_CASE);

  下面六个标志都是支持的:

  CASE_INSENSITIVE:匹配字符时与大小写无关,该标志默认只考虑US ASCII字符。

  UNICODE_CASE:当与CASE_INSENSITIVE结合时,使用Unicode字母匹配

  MULTILINE:^和$匹配一行的开始和结尾,而不是整个输入

  UNIX_LINES: 当在多行模式下匹配^和$时,只将'\n'看作行终止符

  DOTALL: 当使用此标志时,.符号匹配包括行终止符在内的所有字符

  CANON_EQ: 考虑Unicode字符的规范等价

  如果正则表达式包含分组,Matcher对象能够揭示分组边界。方法

  int start(int groupIndex)

  int end(int groupIndex)

  返回某个特殊分组的起始索引和结尾后索引(past-the-end index )。

  通过调用String group(int groupIndex),你可以简单地得到匹配的字符串。

  第0个分组代表所有的分组,第一个实际分组的索引是1。调用groupCount来获得总的分组数。

  使用开放圆括号来安排嵌套分组。例如,给定模式((1?[0-9]):([0-5][0-9]))[ap]m,并且输入11:59am,Matcher对象报告下列分组

  ((1?[0-9]):([0-5][0-9]))[ap]m

  并输入

  11:59am

  matcher报告下列分组

  --------------------------------------------------------------------------------

  分组索引 起始 结束 字符串

  --------------------------------------------------------------------------------

  0         0       7     11;59am

  1         0       5     11:59

  2         0       2     11

  3         3       5     59

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  例12-9提示输入一个模式和一个欲匹配的字符串。它将输出输入的字符串是否匹配模式。如果输入匹配包含分组的模式,程序将会使用圆括号来打印分组边界,如((11):(59))am

  Example 12-9. RegexTest.java

  1. import java.util.*;

  2. import java.util.regex.*;

  3.

  4. /**

  5.   This program tests regular expression matching.

  6.   Enter a pattern and strings to match, or hit Cancel

  7.   to exit. If the pattern contains groups, the group

  8.   boundaries are displayed in the match.

  9. */

  10. public class RegExTest

  11. {

  12.   public static void main(String[] args)

  13.   {

  14.     Scanner in = new Scanner(System.in);

  15.     System.out.println("Enter pattern: ");

  16.     String patternString = in.nextLine();

  17.

  18.     Pattern pattern = null;

  19.     try

  20.     {

  21.       pattern = Pattern.compile(patternString);

  22.     }

  23.     catch (PatternSyntaxException e)

  24.     {

  25.       System.out.println("Pattern syntax error");

  26.       System.exit(1);

  27.     }

  28.

  29.     while (true)

  30.     {

  31.       System.out.println("Enter string to match: ");

  32.       String input = in.nextLine();

  33.       if (input == null || input.equals("")) return;

  34.       Matcher matcher = pattern.matcher(input);

  35.       if (matcher.matches())

  36.       {

  37.         System.out.println("Match");

  38.         int g = matcher.groupCount();

  39.         if (g > 0)

  40.         {

  41.           for (int i = 0; i < input.length(); i++)

  42.           {

  43.             for (int j = 1; j <= g; j++)

  44.               if (i == matcher.start(j))

  45.                 System.out.print('(');

  46.             System.out.print(input.charAt(i));

  47.             for (int j = 1; j <= g; j++)

  48.               if (i + 1 == matcher.end(j))

  49.                 System.out.print(')');

  50.           }

  51.           System.out.println();

  52.         }

  53.       }

  54.       else

  55.         System.out.println("No match");

  56.     }

  57.   }

  58. }

  通常地,你不希望匹配整个输入到某个正则表达式,而是希望在输入中找出一个或多个匹配的子字符串。使用Matcher类的find方法来寻找下一个匹配。如果它返回True,再使用start和end方法找出匹配的范围。

  while (matcher.find())

  {

  int start = matcher.start();

  int end = matcher.end();

  String match = input.substring(start, end);

  . . .

  }

  例12-10用到了这种机制。它在一个网页中定位所有的超文本引用并打印它们。为运行程序,在命令行提供一个URL,比如

  java HrefMatch http://www.horstmann.com

  Example 12-10. HrefMatch.java

  1. import java.io.*;

  2. import java.net.*;

  3. import java.util.regex.*;

  4.

  5. /**

  6.   This program displays all URLs in a web page by

  7.   matching a regular expression that describes the

  8.   <a href=...> HTML tag. Start the program as

  9.   java HrefMatch URL

  10. */

  11. public class HrefMatch

  12. {

  13.   public static void main(String[] args)

  14.   {

  15.     try

  16.     {

  17.       // get URL string from command line or use default

  18.       String urlString;

  19.       if (args.length > 0) urlString = args[0];

  20.       else urlString = "http://java.sun.com";

  21.

  22.       // open reader for URL

  23.       InputStreamReader in = new InputStreamReader(new URL(urlString).openStream());

  24.

  25.       // read contents into string buffer

  26.       StringBuilder input = new StringBuilder();

  27.       int ch;

  28.       while ((ch = in.read()) != -1) input.append((char) ch);

  29.

  30.       // search for all occurrences of pattern

  31.       String patternString = "<a\\s+href\\s*=\\s*(\"[^\"]*\"|[^\\s>])\\s*>";

  32.       Pattern pattern = Pattern.compile(patternString, Pattern.CASE_INSENSITIVE);

  33.       Matcher matcher = pattern.matcher(input);

  34.

  35.       while (matcher.find())

  36.       {

  37.         int start = matcher.start();

  38.         int end = matcher.end();

  39.         String match = input.substring(start, end);

  40.         System.out.println(match);

  41.       }

  42.     }

  43.     catch (IOException e)

  44.     {

  45.       e.printStackTrace();

  46.     }

  47.     catch (PatternSyntaxException e)

  48.     {

  49.       e.printStackTrace();

  50.     }

  51.   }

  52. }

  Matcher类的replaceAll方法用一个替换字符串代替出现的所有正则表达式的匹配。比如,下列指令用#替换所有数字序列

  Pattern pattern = Pattern.compile("[0-9]+");

  Matcher matcher = pattern.matcher(input);

  String output = matcher.replaceAll("#");

  替换字符串可以包含模式中的分组引用:$n被第n个分组替换。替换文本中出现$时,使用\$来包含它。

  replaceFirst方法只替换模式的第一次出现。

  最后讲一点,Pattern类有一个split方法,它类似于字符串tokenizer。它使用正则表达式匹配作边界,将输入分离成字符串数组。比如,下面的指令将输入分离成记号(token),

  Pattern pattern = Pattern.compile("\\s*\\p{Punct}\\s*");

  String[] tokens = pattern.split(input);

  类

  --------------------------------------------------------------------------------

  java.util.regex.Pattern 1.4

  --------------------------------------------------------------------------------

  方法

  static Pattern compile(String expression)

  static Pattern compile(String expression, int flags)

  编译正则表达式字符串到pattern对象用以匹配的快速处理

  参数:

  expression 正则表达式

  flags         下列标志中的一个或多个 CASE_INSENSITIVE, UNICODE_CASE, MULTILINE, UNIX_LINES, DOTALL, and CANON_EQ

  Matcher matcher(CharSequence input)

  返回一个matcher对象,它可以用来在一个输入中定位模式匹配

  String[] split(CharSequence input)

  String[] split(CharSequence input, int limit)

  将输入字符串分离成记号,并由pattern来指定分隔符的形式。返回记号数组。分隔符并不是记号的一部分。

  参数:

  input 分离成记号的字符串

  limit 生成的最大字符串数。

  --------------------------------------------------------------------------------

  类

  --------------------------------------------------------------------------------

  java.util.regex.Matcher 1.4

  --------------------------------------------------------------------------------

  方法

  --------------------------------------------------------------------------------

  boolean matches()

  返回输入是否与模式匹配

  boolean lookingAt()

  如果输入的起始匹配模式则返回True

  boolean find()

  boolean find(int start)

  尝试查找下一个匹配,并在找到匹配时返回True

  参数:

  start 开始搜索的索引

  int start()

  int end()

  返回当前匹配的起始位置和结尾后位置

  String group()

  返回当前匹配

  int groupCount()

  返回输入模式中的分组数

  int start(int groupIndex)

  int end(int groupIndex)

  返回一个给定分组当前匹配中的起始位置和结尾后位置

  参数:

  groupIndex分组索引(从1开始),0表示整个匹配

  String group(int groupIndex)

  返回匹配一个给定分组的字符串

  参数:

  groupIndex

  分组索引(从1开始),0表示整个匹配

  String replaceAll(String replacement)

  String replaceFirst(String replacement)

  返回从matcher输入得到的字符串,但已经用替换表达式替换所有或第一个匹配

  参数:

  replacement 替换字符串

  Matcher reset()

  Matcher reset(CharSequence input)

  复位mather状态。