Java Pattern與Matcher字符串匹配案例詳解
Pattern類定義
public final class Pattern extends Object implementsSerializable正則表達式的編譯表示形式。用於編譯正則表達式後創建一個匹配模式。
指定為字符串的正則表達式必須首先被編譯為此類的實例。然後，可將得到的模式用於創建Matcher對象，依照正則表達式，該對象可以與任意字符序列匹配。執行匹配所涉及的所有狀態都駐留在匹配器中，所以多個匹配器可以共享同一模式。
因此，典型的調用順序是：
Pattern p =Pattern.compile("a*b");
Matcher m =p.matcher("aaaaab");
boolean b = m.matches();
在僅使用一次正則表達式時，可以方便地通過此類定義matches方法。此方法編譯表達式並在單個調用中將輸入序列與其匹配。語句：
boolean b =Pattern.matches("a*b", "aaaaab");
等效於上面的三個語句，盡管對於重復的匹配而言它效率不高，因為它不允許重用已編譯的模式。
此類的實例是不可變的，可供多個並發線程安全使用。Matcher類的實例用於此目的則不安全。
Pattern類方法詳解
1、Pattern complie(String regex)：編譯正則表達式，並創建Pattern類。
由於Pattern的構造函數是私有的，不可以直接創建，所以通過靜態的簡單工廠方法compile(String regex)方法來創建，將給定的正則表達式編譯並賦予給Pattern類。
2、String pattern()：返回正則表達式的字符串形式。
其實就是返回Pattern.complile(Stringregex)的regex參數。示例如下：
String regex ="\\?|\\*"; Pattern pattern= Pattern.compile(regex); StringpatternStr = pattern.pattern();//返回\?\*
3、Pattern compile(String regex, int flags)。
方法功能和compile(Stringregex)相同，不過增加瞭flag參數，flag參數用來控制正則表達式的匹配行為，可取值范圍如下：
Pattern.CANON_EQ：啟用規范等價。當且僅當兩個字符的“正規分解(canonicaldecomposition)”都完全相同的情況下，才認定匹配。默認情況下，不考慮“規范相等性(canonical equivalence)”。
Pattern.CASE_INSENSITIVE：啟用不區分大小寫的匹配。默認情況下，大小寫不敏感的匹配隻適用於US-ASCII字符集。這個標志能讓表達式忽略大小寫進行匹配，要想對Unicode字符進行大小不敏感的匹配，隻要將UNICODE_CASE與這個標志合起來就行瞭。
Pattern.COMMENTS：模式中允許空白和註釋。在這種模式下，匹配時會忽略(正則表達式裡的)空格字符(不是指表達式裡的“\s”，而是指表達式裡的空格，tab，回車之類)。註釋從#開始，一直到這行結束。可以通過嵌入式的標志來啟用Unix行模式。
Pattern.DOTALL：啟用dotall模式。在這種模式下，表達式‘.’可以匹配任意字符，包括表示一行的結束符。默認情況下，表達式‘.’不匹配行的結束符。
Pattern.LITERAL：啟用模式的字面值解析。
Pattern.MULTILINE：啟用多行模式。在這種模式下，‘\^’和‘$’分別匹配一行的開始和結束。此外，‘^’仍然匹配字符串的開始，‘$’也匹配字符串的結束。默認情況下，這兩個表達式僅僅匹配字符串的開始和結束。
Pattern.UNICODE_CASE：啟用Unicode感知的大小寫折疊。在這個模式下，如果你還啟用瞭CASE_INSENSITIVE標志，那麼它會對Unicode字符進行大小寫不敏感的匹配。默認情況下，大小寫不敏感的匹配隻適用於US-ASCII字符集。
Pattern.UNIX_LINES： 啟用Unix行模式。在這個模式下，隻有‘\n’才被認作一行的中止，並且與‘.’、‘^’、以及‘$’進行匹配。
4、int flags()：返回當前Pattern的匹配flag參數。
5、String[] split(CharSequence input)。
Pattern有一個split(CharSequenceinput)方法，用於分隔字符串，並返回一個String[]。此外String[] split(CharSequence input, int limit)功能和String[]split(CharSequence input)相同，增加參數limit目的在於要指定分割的段數。
6、static boolean matches(String regex, CharSequenceinput)。
是一個靜態方法，用於快速匹配字符串，該方法適合用於隻匹配一次，且匹配全部字符串。方法編譯給定的正則表達式並且對輸入的字串以該正則表達式為模式開展匹配，該方法隻進行一次匹配工作，並不需要生成一個Matcher實例。
7、Matcher matcher(CharSequence input)。
Pattern.matcher(CharSequenceinput)返回一個Matcher對象。Matcher類的構造方法也是私有的，不能隨意創建，隻能通過Pattern.matcher(CharSequence input)方法得到該類的實例。Pattern類隻能做一些簡單的匹配操作，要想得到更強更便捷的正則匹配操作，那就需要將Pattern與Matcher一起合作。Matcher類提供瞭對正則表達式的分組支持，以及對正則表達式的多次匹配支持。
Java代碼示例：
Pattern p = Pattern.compile("\\d+");
Matcher m = p.matcher("22bb23");
// 返回p也就是返回該Matcher對象是由哪個Pattern對象的創建的
m.pattern();
Pattern類使用示例：
package com.zxt.regex;
import java.util.regex.Pattern;
public classPatternTest {
public static void main(String[] args) {
// 使用Pattern.compile方法編譯一個正則表達式，創建一個匹配模式
Patternpattern = Pattern.compile("\\?|\\*");
// pattern()函數返回正則表達式的字符串形式返回\?\*
StringpatternStr = pattern.pattern();
System.out.println(patternStr);
// flags()返回當前Pattern的匹配flag參數，這裡並沒有定義
int flag = pattern.flags();
System.out.println(flag);
// split方法對字符串進行分割
// 123 123 456 456
String[]splitStrs = pattern.split("123?123*456*456");
for (int i = 0; i < splitStrs.length; i++) {
System.out.print(splitStrs[i] + " ");
}
System.out.println();
// 123 123*456*456
String[]splitStrs2 = pattern.split("123?123*456*456",2);
for (int i = 0; i < splitStrs2.length; i++) {
System.out.print(splitStrs2[i] + " ");
}
System.out.println();
Patternp = Pattern.compile("\\d+");
String[]str = p.split("我的QQ是:456456我的電話是:0532214我的郵箱是:[email protected]");
for (int i = 0; i < str.length; i++) {
System.out.printf("str[%d] = %s\n",i, str[i]);
}
System.out.println();
// Pattern.matches用給定的模式對字符串進行一次匹配，（需要全匹配時才返回true）
System.out.println("Pattern.matches(\"\\\\d+\",\"2223\") is " + Pattern.matches("\\d+", "2223"));
// 返回false，需要匹配到所有字符串才能返回true，這裡aa不能匹配到
System.out.println("Pattern.matches(\"\\\\d+\", \"2223aa\")is " + Pattern.matches("\\d+", "2223aa"));
// 返回false,需要匹配到所有字符串才能返回true,這裡bb不能匹配到
System.out.println("Pattern.matches(\"\\\\d+\",\"22bb23\") is " + Pattern.matches("\\d+", "22bb23"));
}
}
Matcher類定義
public final class Matcher extends Object implementsMatchResult通過調用模式（Pattern）的matcher方法從模式創建匹配器。創建匹配器後，可以使用它執行三種不同的匹配操作：
1、matches方法嘗試將整個輸入序列與該模式匹配。
2、lookingAt嘗試將輸入序列從頭開始與該模式匹配。
3、find方法掃描輸入序列以查找與該模式匹配的下一個子序列。
每個方法都返回一個表示成功或失敗的佈爾值。通過查詢匹配器的狀態可以獲取關於成功匹配的更多信息。
匹配器在其輸入的子集（稱為區域）中查找匹配項。默認情況下，此區域包含全部的匹配器輸入。可通過region方法修改區域，通過regionStart和regionEnd方法查詢區域。區域邊界與某些模式構造交互的方式是可以更改的。
此類還定義使用新字符串替換匹配子序列的方法，需要時，可以從匹配結果計算出新字符串的內容。可以先後使用appendReplacement和appendTail方法將結果收集到現有的字符串緩沖區，或者使用更加便捷的replaceAll方法創建一個可以在其中替換輸入序列中每個匹配子序列的字符串。
匹配器的顯式狀態包括最近成功匹配的開始和結束索引。它還包括模式中每個捕獲組捕獲的輸入子序列的開始和結束索引以及該子序列的總數。出於方便的考慮，還提供瞭以字符串的形式返回這些已捕獲子序列的方法。
匹配器的顯式狀態最初是未定義的；在成功匹配導致IllegalStateException拋出之前嘗試查詢其中的任何部分。每個匹配操作都將重新計算匹配器的顯式狀態。匹配器的隱式狀態包括輸入字符序列和添加位置，添加位置最初是零，然後由appendReplacement方法更新。
可以通過調用匹配器的reset()方法來顯式重置匹配器，如果需要新輸入序列，則調用其reset(CharSequence)方法。重置匹配器將放棄其顯式狀態信息並將添加位置設置為零。
此類的實例用於多個並發線程是不安全的。
Matcher類方法詳解
1、Matcher類提供瞭三個匹配操作方法，三個方法均返回boolean類型，當匹配到時返回true，沒匹配到則返回false。
boolean matches()最常用方法：嘗試對整個目標字符展開匹配檢測，也就是隻有整個目標字符串完全匹配時才返回真值。
boolean lookingAt()對前面的字符串進行匹配，隻有匹配到的字符串在最前面才會返回true。
boolean find()：對字符串進行匹配，匹配到的字符串可以在任何位置。
2、返回匹配器的顯示狀態：intstart()：返回當前匹配到的字符串在原目標字符串中的位置；int end()：返回當前匹配的字符串的最後一個字符在原目標字符串中的索引位置；String group()：返回匹配到的子字符串。
3、int start()，int end()，int group()均有一個重載方法，它們分別是int start(int i)，int end(int i)，int group(int i)專用於分組操作，Mathcer類還有一個groupCount()用於返回有多少組。
4、Matcher類同時提供瞭四個將匹配子串替換成指定字符串的方法：
1)、String replaceAll(Stringreplacement)：將目標字符串裡與既有模式相匹配的子串全部替換為指定的字符串。
2)、String replaceFirst(Stringreplacement)：將目標字符串裡第一個與既有模式相匹配的子串替換為指定的字符串。
3)、還有兩個方法Matcher appendReplacement(StringBuffersb, String replacement) 和StringBufferappendTail(StringBuffer sb)也很重要，appendReplacement允許直接將匹配的字符串保存在另一個StringBuffer中並且是漸進式匹配，並不是隻匹配一次或匹配全部，而appendTail則是將未匹配到的餘下的字符串添加到StringBuffer中。
5、其他一些方法：例如Matcherreset()：重設該Matcher對象。
Matcher reset(CharSequence input)：重設該Matcher對象並且指定一個新的目標字符串。
Matcher region(int start, int end)：設置此匹配器的區域限制。
Matcher類使用示例：
package com.zxt.regex;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;
public classMatcherTest {
public static void main(String[] args) {
Patternp = Pattern.compile("\\d+");
// matches()對整個字符串進行匹配
// 返回false，因為bb不能被\d+匹配，導致整個字符串匹配未成功。
Matcherm = p.matcher("22bb23");
System.out.println(m.matches());
m = p.matcher("2223");
// 返回true，因為\d+匹配到瞭整個字符串
System.out.println(m.matches());
// lookingAt()對字符串前綴進行匹配
m = p.matcher("22bb23");
// 返回true,因為\d+匹配到瞭前面的22
System.out.println(m.lookingAt());
m = p.matcher("aa2223");
// 返回false,因為\d+不能匹配前面的aa
System.out.println(m.lookingAt());
// find()對字符串進行匹配,匹配到的字符串可以在任何位置。
m = p.matcher("22bb23");
System.out.println(m.find()); // true
m = p.matcher("aa2223");
System.out.println(m.find()); // true
m = p.matcher("aabb");
System.out.println(m.find()); // false
// 當匹配器匹配失敗時，使用返回匹配器狀態的方法將出錯，例如：m.start();
m = p.matcher("aa2223bb");
System.out.println(m.find()); // true
System.out.println(m.start()); // 2
System.out.println(m.end()); // 6
System.out.println(m.group()); // 2223
p = Pattern.compile("([a-z]+)(\\d+)");
m = p.matcher("aaa2223bb");
// 匹配aaa2223
m.find();
// 返回2,因為有2組
System.out.println(m.groupCount());
// 返回0, 返回第一組匹配到的子字符串在字符串中的索引號
System.out.println(m.start(1));
// 返回3
System.out.println(m.start(2));
// 返回3 返回第一組匹配到的子字符串的最後一個字符在字符串中的索引位置.
System.out.println(m.end(1));
// 返回2223,返回第二組匹配到的子字符串
System.out.println(m.group(2));
}
}
應用實例
1、一個簡單的郵箱驗證小程序
package com.zxt.regex;
import java.util.Scanner;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;
/*
* 一個簡單的郵件地址匹配程序
*/
public classEmailMatch {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Scannersc = new Scanner(System.in);
while (sc.hasNext()) {
Stringinput = sc.nextLine();
// 檢測輸入的EMAIL地址是否以非法符號"."或"@"作為起始字符
Patternp = Pattern.compile("^@");
Matcherm = p.matcher(input);
if (m.lookingAt()) {
System.out.println("EMAIL地址不能以'@'作為起始字符");
}
// 檢測是否以"www."為起始
p = Pattern.compile("^www.");
m = p.matcher(input);
if (m.lookingAt()) {
System.out.println("EMAIL地址不能以'www.'起始");
}
// 檢測是否包含非法字符
p = Pattern.compile("[^A-Za-z0-9.@_-~#]+");
m = p.matcher(input);
StringBuffersb = new StringBuffer();
boolean result = m.find();
boolean deletedIllegalChars= false;
while (result) {
// 如果找到瞭非法字符那麼就設下標記
deletedIllegalChars= true;
// 如果裡面包含非法字符如冒號雙引號等，那麼就把他們消去，加到SB裡面
m.appendReplacement(sb, "");
result = m.find();
}
// 此方法從添加位置開始從輸入序列讀取字符，並將其添加到給定字符串緩沖區。
// 可以在一次或多次調用 appendReplacement 方法後調用它來復制剩餘的輸入序列。
m.appendTail(sb);
if (deletedIllegalChars){
System.out.println("輸入的EMAIL地址裡包含有冒號、逗號等非法字符，請修改");
System.out.println("您現在的輸入為: " + input);
System.out.println("修改後合法的地址應類似: " + sb.toString());
}
}
sc.close();
}
}
2、判斷身份證：要麼是15位，要麼是18位，最後一位可以為字母，並寫程序提出其中的年月日。
可以使用正則表達式來定義復雜的字符串格式：(\d{17}[0-9a-zA-Z]|\d{14}[0-9a-zA-Z])可以用來判斷是否為合法的15位或18位身份證號碼。因為15位和18位的身份證號碼都是從7位到第12位為身份證為日期類型。這樣我們可以設計出更精確的正則模式，提取身份證號中的日期信息。
package com.zxt.regex;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;
public classIdentityMatch {
public static void main(String[] args) {
// 測試是否為合法的身份證號碼
String[]id_cards = { "130681198712092019","13068119871209201x","13068119871209201","123456789012345",
"12345678901234x","1234567890123"};
// 測試是否為合法身份證的正則表達式
Patternpattern = Pattern.compile("(\\d{17}[0-9a-zA-Z]|\\d{14}[0-9a-zA-Z])");
// 用於提取出生日字符串的正則表達式
Patternpattern1 = Pattern.compile("\\d{6}(\\d{8}).*");
// 用於將生日字符串分解為年月日的正則表達式
Patternpattern2 = Pattern.compile("(\\d{4})(\\d{2})(\\d{2})");
Matchermatcher = pattern.matcher("");
for (int i = 0; i < id_cards.length; i++) {
matcher.reset(id_cards[i]);
System.out.println(id_cards[i] + " is id cards：" + matcher.matches());
// 如果它是一個合法的身份證號，提取出出生的年月日
if (matcher.matches()) {
Matchermatcher1 = pattern1.matcher(id_cards[i]);
matcher1.lookingAt();
Stringbirthday = matcher1.group(1);
Matchermatcher2 = pattern2.matcher(birthday);
if (matcher2.find()) {
System.out.println("它對應的出生年月日為：" + matcher2.group(1) + "年" + matcher2.group(2) + "月"
+matcher2.group(3) + "日");
}
}
System.out.println();
}
}
}
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