正则表达式学习经验分析

正则表达式用来指定字符串模式。当你需要定位匹配某种模式的字符串时就可以使用正则表达式。例如，我们下面的一个例程就是在一个HTML文件中通过查找字符串模式<a href="...">来定位所有的超链接。
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
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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

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

 

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。