正则表达式03

5.6正则表达式三个常用类

java.util.regex 包主要包括以下三个类：Pattern类、Matcher类和PatternSyntaxException类

• Pattern类

  Pattern对象是一个正则表达式对象。Pattern类没有公共构造方法，要创建一个Pattern对象，调用其公共静态方法，它返回一个Pattern对象。该方法接收一个正则表达式作为它的第一个参数，比如：Pattern r = Pattern.compile(pattern);

• Matcher类

  Matcher对象是对输入字符串进行解释和匹配的引擎。与Pattern类一样，Matcher类也没有公共构造方法。需要调用Pattern对象的matcher方法来获得一个Matcher对象

• PatternSyntaxException类

  PatternSyntaxException是一个非强制异常类，它表示一个正则表达式模式中的语法错误。

5.6.1Pattern类

JAVA正则表达式, matcher.find()和 matcher.matches()的区别

1. find()方法是部分匹配，是查找输入串中与模式匹配的子串，如果该匹配的串有组还可以使用group()函数
2. matches()是全部匹配，是将整个输入串与模式匹配，如果要验证一个输入的数据是否为数字类型或其他类型，一般要用matches()

package li.regexp;

import java.util.regex.Pattern;

//演示matcher方法，用于整体匹配（注意是整个文本的匹配），在验证输入的字符串是否满足条件使用
public class PatternMethod {
    public static void main(String[] args) {
        String content="hello abc hello,侬好";
        //String regStr="hello";//false
        String regStr="hello.*";//true

        boolean matches = Pattern.matches(regStr, content);
        System.out.println("整体匹配="+matches);
    }
}

matches方法的底层源码：

public static boolean matches(String regex, CharSequence input) {
    Pattern p = Pattern.compile(regex);
    Matcher m = p.matcher(input);
    return m.matches();
}

可以看到，底层还是创建了一个正则表达式对象，以及使用matcher方法，最后调用matcher类的matches方法（该方法才是真正用来匹配的）

5.6.2Matcher类

package li.regexp;

import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;

//Matcher类的常用方法
public class MatcherMethod {
    public static void main(String[] args) {
        String content = "hello edu jack tom hello smith hello";
        String reStr = "hello";
        Pattern pattern = Pattern.compile(reStr);
        Matcher matcher = pattern.matcher(content);
        while (matcher.find()) {
            System.out.println("====================");
            System.out.println(matcher.start());
            System.out.println(matcher.end());
            System.out.println("找到：" + content.substring(matcher.start(), matcher.end()));
        }

        //整体匹配方法，常用于校验某个字符串是否满足某个规则
        //Pattern的matches方法底层调用的就是Matcher类的matches方法
        System.out.println("整体匹配=" + matcher.matches());//false

        content = "hello edu jack hspedutom hello smith hello hspedu hspedu";
        //如果content有字符串 hspedu，就将其替换为 小猫咪
        reStr = "hspedu";
        pattern = Pattern.compile(reStr);
        matcher = pattern.matcher(content);
        //注意：返回的字符串newStringContent才是替换后的字符，原来的字符串content是不变化的
        String newStringContent = matcher.replaceAll("小猫咪");
        System.out.println("newStringContent= " + newStringContent);
        System.out.println("content= " + content);
    }
}

5.7反向引用

请看下面的问题：

给定一段文本，请找出所有四个数字连在一起的子串，并且这四个数字要满足：

1. 第一位与第四位相同
2. 第二位与第三位相同

在解决前面的问题之前，我们需要了解正则表达式的几个概念：

1. 分组

   我们可以用圆括号组成一个比较复杂的匹配模式，那么一个圆括号的部分我们可以看作是一个子表达式/分组

2. 捕获

   把正则表达式中的 子表达式/分组 匹配的内容，保存到内存中以数字编号或显式命名的组里，方便后面引用，从左向右，以分组的左括号为标志，第一个出现的分组的组号为1，第二个为2，以此类推。组0代表的是整个正则式

   -详见5.4.6

3. 反向引用

   圆括号的内容被捕获后，可以在这个括号后被使用，从而写出一个比较实用的匹配模式，这个我们称为反向引用，这种引用既可以是在正则表达式内部，也可以是在正则表达式外部，内部反向引用使用\\\分组号，外部反向引用使用$分组号

5.7.1反向引用的匹配原理

捕获组(Expression)在匹配成功时，会将子表达式匹配到的内容，保存到内存中一个以数字编号的组里，可以简单的认为是对一个局部变量进行了赋值，这时就可以通过反向引用方式，引用这个局部变量的值。一个捕获组(Expression)在匹配成功之前，它的内容可以是不确定的，一旦匹配成功，它的内容就确定了，反向引用的内容也就是确定的了。

反向引用必然要与捕获组一同使用的，如果没有捕获组，而使用了反向引用的语法，不同语言的处理方式不一致，有的语言会抛异常，有的语言会当作普通的转义处理。

• 看几个小案例
  1. 要匹配两个连续的相同数字 (\\\d)\\\1
  2. 要匹配五个连续的相同数字 (\\\d)\\\1
  3. 要匹配个位与千位相同，十位与百位相同的数 (\\\d) (\\\d)\\\2\\\1
  4. 在字符串中检索商品编号，形式如：12321-333999111这样的号码，要求满足前面是一个五位数，然后一个-号，然后是一个九位数，连续的每三位要相同

例子：

package li.regexp;

import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;

//反向引用
public class RegExp12 {
    public static void main(String[] args) {
        String content = "ke7887k5225e he12341551l12321-333999111lo ja11ck yy22y xx33333x";
        //1. 要匹配两个连续的相同数字    (\\d)\\1
        //String regStr="(\\d)\\1";
        //2. 要匹配五个连续的相同数字    (\\d)\\1{4}
        //String regStr="(\\d)\\1{4}";
        //3. 要匹配个位与千位相同，十位与百位相同的数   (\\d)(\\d)\\2\\1
        //String regStr="(\\d)(\\d)\\2\\1";
        //在字符串中检索商品编号，形式如：12321-333999111这样的号码，
        // 要求满足前面是一个五位数，然后一个-号，然后是一个九位数，连续的每三位要相同
        String regStr="\\d{5}-(\\d)\\1{2}(\\d)\\2{2}(\\d)\\3{2}";
        Pattern pattern = Pattern.compile(regStr);
        Matcher matcher = pattern.matcher(content);
        while (matcher.find()){
            System.out.println("找到："+matcher.group(0));
        }
    }
}

5.7.2去重

经典的结巴程序

把类似 “我.....我我要......学学学学.......编程java!”

这样一句话，通过正则表达式将其修改成“我要学编程java!”

package li.regexp;

import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;

//去重
public class RegExp13 {
    public static void main(String[] args) {
        String content = "我.....我我要......学学学学.......编程java！";
        //1.去掉所有的 .
        Pattern pattern = Pattern.compile("\\.");
        Matcher matcher = pattern.matcher(content);
        content = matcher.replaceAll("");//用空串替换掉.
        System.out.println("去掉所有的\".\"=" + content);

        //2.去掉重复的字
        //思路：
        //2.1使用(.)\\1+去匹配连续重复的字
        //2.2使用反向引用$1来替换匹配到的内容

        //--注意：这里的正则表达式匹配的是多个重复的字，但是捕获的内容是重复的字中的一个,即圆括号
        pattern = Pattern.compile("(.)\\1+");//分组的捕获内容记录到$1中
        matcher = pattern.matcher(content);//因为正则表达式改变了，需要重置 matcher
        while (matcher.find()) {
            System.out.println("找到=" + matcher.group(0));
        }
        //使用反向引用$1来替换匹配到的内容
        //注意：虽然上面的正则表达式是匹配到的连续重复的字，但是捕获的是圆括号里面的内容,所以捕获的组里面的字只有一个，
        //因此使用replaceAll("$1")的意思是：用捕获到的单个字去替换匹配到的多个重复的字
        content = matcher.replaceAll("$1");
        System.out.println("去掉重复的字=" + content);

        //2.相当于：
        // content = Pattern.compile("(.)\\1+").matcher(content).replaceAll("$1");
        // System.out.println(content);
    }
}

5.8替换分割匹配

5.8.1替换

使用正则表达式替换字符串可以直接调用 public String replaceAll(String regex,String replacement) ，它的第一个参数是正则表达式，第二个参数是要替换的字符串。

给出一段文本：

/*
2000年5月，JDK1.3、JDK1.4和J2SE1.3相继发布，几周后其获得了Apple公司Mac OS X的工业标准的支持。2001年9月24日，J2EE1.3发布。2002年2月26日，J2SE1.4发布。自此Java的计算能力有了大幅提升。
*/

将这段文字中的 JDK1.3 JDK1.4 统一替换成 JDK

package li.regexp;

//替换
public class RegExp14 {
    public static void main(String[] args) {
        String content = "2000年5月，JDK1.3、JDK1.4和J2SE1.3相继发布，几周后其获得了" +
                "Apple公司Mac OS X的工业标准的支持。2001年9月24日，J2EE1.3发布。2002" +
                "年2月26日，J2SE1.4发布。自此Java的计算能力有了大幅提升。";

        //使用正则表达式，将JDK1.3/JDK1.4 统一替换成 JDK
        content = content.replaceAll("JDK1.[34]", "JDK");
        System.out.println(content);
    }
}

5.8.3判断

String类 public boolean matches(String regex)

验证一个手机号码，要求必须是以138、139开头的

package li.regexp;

//匹配
public class RegExp14 {
    public static void main(String[] args) {
        //验证一个手机号码，要求必须是以138、139开头的十一位数字
        String content="13899988880";
        if (content.matches("13[89]\\d{8}")) {//matches是整体匹配，不用加定位符
            System.out.println("验证成功");
        }else {
            System.out.println("验证失败");
        }
    }
}

5.8.3分割

String类 public String[] split(String regex)

例子

有如下字符串，要求按照#或者-或者~或者数字来分割

“hello#abc-jack12smith~北京”

package li.regexp;

//分割
public class RegExp14 {
    public static void main(String[] args) {

        //要求按照# 或者- 或者~ 或者数字 来分割
        String content = "hello#abc-jack12smith~北京";
        String[] split = content.split("#|-|~|\\d+");
        for (int i = 0; i < split.length; i++) {
            System.out.println(split[i]);
        }
    }
}

5.9本章习题

5.9.1验证电子邮件格式

规定电子邮件格式为：

1. 只能有一个@
2. @前面是用户名，可以是a-z A-Z 0-9_-字符
3. @后面是域名，并且域名只能是英文字母，比如 shouhu.com 或者 tsinghua.org.cn
4. 写出对应的正则表达式，验证输入的字符串是否满足规则

package li.regexp;

public class Homework01 {
    public static void main(String[] args) {
        String content = "olien@tsinghua.org.cn";
        //因此，String 的 marches方法是整体匹配，不用加定位符，但是建议加上
        if (content.matches("^[\\w-]+@([a-zA-z]+\\.)+[a-zA-z]+$")) {
            System.out.println("匹配成功");
        } else {
            System.out.println("匹配失败");
        }
    }
}

源码分析：

1. 点击matches方法，可以看到String的marches方法：

public boolean matches(String regex) {
    return Pattern.matches(regex, this);
}

2. 再点击return的Pattern.matches方法：

public static boolean matches(String regex, CharSequence input) {
    Pattern p = Pattern.compile(regex);
    Matcher m = p.matcher(input);
    return m.matches();
}

3. m.matches()方法：

/**
 * Attempts to match the entire region against the pattern.-尝试将整个区域与模式匹配
 */
public boolean matches() {
    return match(from, ENDANCHOR);
}

因此，String 的 marches方法是整体匹配，不用加定位符，但是建议加上

5.9.2验证整数或者小数

要求验证是不是整数或者小数

提示：这个题要考虑整数和负数

比如：123，-345，34.89，-87.0，-0.01，0.45等

package li.regexp;

public class Homework02 {
    public static void main(String[] args) {
        //要求验证是不是整数或者小数
        //提示：这个题要考虑整数和负数
        //比如：123，-345，34.89，-87.0，-0.01，0.45等
        /**
         * 思路：
         * 1.先写出简单的正则表达式
         * 2.再根据各种情况逐步地完善
         * 2.1 [-+]? 考虑的是符号
         * 2.2 小数点以及小数点后面的数字可以用 (\\.\\d+)?
         * 2.3 小数点前面的应该存在数字，且分为两种情况：
         *      2.3.1情况一：第一个应该以1-9开头,剩下的可能有0到多个数字， ([1-9]\\d*)
         *      2.3.2情况二：小数点前面只有一位数字  0
         *      两种情况整合起来就是  ([1-9]\\d*|0)
         */
        String content = "-09.9";
        //"^[-+]?([1-9]\\d*|0)(\\.\\d+)?$"
        if (content.matches("^[-+]?([1-9]\\d*|0)(\\.\\d+)?$")) {
            System.out.println("验证成功-是整数或者小数");
        } else {
            System.out.println("验证失败-不是整数或者小数");
        }
    }
}

5.9.3解析URL

对一个url进行解析 http://www.shhu.com:8080/abc/index.htm

1. 要求得到协议是什么 http
2. 域名是什么 www.shhu.com
3. 端口是什么 8080
4. 文件名是什么 index.htm

思路：分组，4组，分别获取到对应的值

package li.regexp;

import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;

public class Homework03 {
    public static void main(String[] args) {
        String content = "http://www.shhu.com:8080/abc/de/fgh/index.htm";
        //如果名称中要求有特殊符号，就将特殊符号加入到中括号中
        String regStr = "^([a-zA-Z]+)://([a-zA-Z.]+):(\\d+)[\\w-/]*/([\\w.]+)$";
        Pattern pattern = Pattern.compile(regStr);
        Matcher matcher = pattern.matcher(content);
        if (matcher.matches()) {//整体匹配,如果匹配成功，可以通过group(x),获取对应分组的内容
            System.out.println("整体匹配=" + matcher.group(0));
            System.out.println("协议=" + matcher.group(1));
            System.out.println("域名=" + matcher.group(2));
            System.out.println("端口=" + matcher.group(3));
            System.out.println("文件名=" + matcher.group(4));
        } else {
            System.out.println("没有匹配成功");
        }
    }
}