Java正则表达式

关键字: java regex, regular expression
正则表达式在处理文本方面用处非常大，最早像在Perl和awk语言中，提供了这种机制，Java在Java 2中也增加了正则表达式这个包java.util.regex。这个包为用户使用正则表达式，提供了易用而全面的支持。我的研究方向是web挖掘。从网页中提取内容,处理文本，当然需要正则表达式这个强大的工具了。
一、首先我们看一下怎么使用正则表达式的一个例子：
A Matcher examines the results of applying a pattern.
我们希望从这句话中找到所有开头为a的单词。
当然这只是一个简单的例子，你可以使用String提供的split方法，得到单词数组，然后
遍历各个单词看是否是否开头为a
我们现在看看怎么使用正则表达式来处理这个问题：
Java代码

   1. import java.util.regex.*; 
   2.  
   3. public class FindA{ 
   4.   public static void main(String args[]) 
   5.   throws Exception{ 
   6.  
   7.     String candidate = 
   8.      "A Matcher examines the results of applying a pattern."; 
   9.     String regex = "\\ba\\w*\\b"; 
  10.     Pattern p = Pattern.compile(regex); 
  11.     Matcher m = p.matcher(candidate); 
  12.     String val = null; 
  13.     System.out.println("INPUT: " + candidate); 
  14.     System.out.println("REGEX: " + regex +"\r\n"); 
  15.     while (m.find()){ 
  16.       val = m.group(); 
  17.       System.out.println("MATCH: " + val); 
  18.     } 
  19.     if (val == null) { 
  20.       System.out.println("NO MATCHES: "); 
  21.     } 
  22.   } 
  23. } 

import java.util.regex.*;

public class FindA{
  public static void main(String args[])
  throws Exception{

    String candidate =
     "A Matcher examines the results of applying a pattern.";
    String regex = "\\ba\\w*\\b";
    Pattern p = Pattern.compile(regex);
    Matcher m = p.matcher(candidate);
    String val = null;
    System.out.println("INPUT: " + candidate);
    System.out.println("REGEX: " + regex +"\r\n");
    while (m.find()){
      val = m.group();
      System.out.println("MATCH: " + val);
    }
    if (val == null) {
      System.out.println("NO MATCHES: ");
    }
  }
}


从这个例子我们可以看到正则表达式涉及到的两个类Matcher和Pattern,我们以后会专门讨论着连个类。现在主要看看使用正则表达式的流程：
首先使用　Pattern的一个静态的方法compile来创建Pattern对象，
Java代码

   1. Pattern p = Pattern.compile(regex); 

Pattern p = Pattern.compile(regex);


然后调用Pattern的方法matcher
Java代码

   1. Matcher m = p.matcher(candidate); 

Matcher m = p.matcher(candidate);


得到了Matcher对象，Matcher对象保存了许多匹配信息，然后可以通过find()方法
查找匹配的部分，如果有匹配的部分，返回真，使用m.group方法得到匹配的各组值，
否则find返回false.
当然这只是一般的过程，还有许多更细的方法，在以后会陆续的总结，下面我们看一下
Java代码

   1. String regex = "\\ba\\w*\\b"; 

String regex = "\\ba\\w*\\b";


这个就是一个正则表达式，b,w,*都是正则表达式的meta character原字符，
\b表示单词的边界，w表示任意的可构成单词的字母数字，*表示前面的字母(当然可以
是更复杂的组之类的了东东)重复0次或0次以上，a当然还是a了。所以这个regex就
匹配单词开头为a的单词了。
二、下面总结一下基本的正则表达式的meta character以及它们含义：
.  匹配任意一个字符　$　匹配一行的结尾　^　匹配一行的开头(在[]里面表示否定)
{}　定义了一个范围　 [] 定义了一个字符类　() 定义了一个组
*前面出现0次以上   +　前面匹配一次以上　?前面出现0次或一次　　
\　后面的字符不会看作metacharacter  \w 字母数字下划线　\W 非字母数字下划线
\d 单个数字　\D单个非数字　| 或，二者之一　&&与操作符 \b单词边界
下面看看几个简单的例子：
[abc] a、b 或 c（简单类）
[^abc] 任何字符，除了a、b 或 c（否定）
[a-zA-Z] a 到 z 或 A 到 Z，两头的字母包括在内（范围）
[a-d[m-p]] a 到 d 或 m 到 p：[a-dm-p]（并集）
[a-z&&[def]] d、e 或 f（交集）
[a-z&&[^bc]] a 到 z，除了 b 和 c：[ad-z]（减去）
[a-z&&[^m-p]] a 到 z，而非 m 到 p：[a-lq-z]（减去）
三、java.util.regex提供的操作接口：
java.util.regex包提供了操作正则表达式的模型，整个模型优雅而简洁，只有三个类：Pattern、Matcher和
PatternSyntaxException。下面将要总结他们提供的方法，以及如何灵活应用来处理文本。

我们还是从Pattern的静态工厂方法来扩展吧：
Java代码

   1. static Pattern compile(String regex)  

static Pattern compile(String regex)


将给定的正则表达式编译到模式中，并创建Pattern对象，这个方法通常是操作正则表达式的第一步，从前面那个例子
我们也可以看到整个的流程。
在看看一个重载的compile方法：
Java代码

   1.   
   2. static Pattern compile(String regex, int flags)  


static Pattern compile(String regex, int flags)


将给定的正则表达式编译到具有给定标志的模式中。 这个方法参数flags提供了一些特殊的选项来用于特殊的处理，
我们下面看看可使用的选项：
UNIX_LINES：这个主要处理UNIX和其他的操作系统在行结束符不一样的问题，UNIX使用\n代表一行的终止，而Windows
则使用了\r\n,\n,\r,\u2028或者\u0085作为一行的结束符。
CASE_INSENSITIVE：当我们在匹配的时候要忽略字符大小写时
COMMENTS:允许我们在正则表达式中使用注释，例如
Java代码

   1. Pattern p =Pattern.compile("A    #matches uppercase US-ASCII char code 65",Pattern.COMMENTS); 

Pattern p =Pattern.compile("A    #matches uppercase US-ASCII char code 65",Pattern.COMMENTS);


MULTILINE:表明要输入多行，他们有自己的终止字符。
Java代码

   1. Pattern p = Pattern.compile("^", Pattern.MULTILINE); 

Pattern p = Pattern.compile("^", Pattern.MULTILINE);


如果你的输入的字符串是：This is a sentence.\n So is this..
这样我们匹配的字符时This中的T和So中的S，如果不使用MULTILINE，则只会匹配T
DOTALL:使用这个选项之后metacharacter .就可以包括一行的终止字符了，如果没有这个选项，
一行的终止字符，并不会考虑在字符串之内的。
使用这个选项会降低效率
Java代码

   1. Pattern p = Pattern.compile(".", Pattern.DOTALL); 

Pattern p = Pattern.compile(".", Pattern.DOTALL);


如果我们输入的是Test\n，则匹配的字符是5个。
UNICODE_CASE:处理UNICODE字符集，使用这个选项会降低效率
CANON_EQ：一个字符的实际存储形式是经过编码后的数字，使用CANON_EQ选项就可以匹配一个字母在各种编码了。
例如a可以匹配+00E0和U+0061U+0300
使用这个选项会降低效率
我们可以组合以上选项，只要使用|,进行按位或操作即可
Java代码

   1. Pattern p = 
   2. Pattern.compile("t # a compound flag example",Pattern.CASE_INSENSITIVE | Pattern.UNICODE_CASE| 
   3. Pattern.COMMENT); 

Pattern p =
Pattern.compile("t # a compound flag example",Pattern.CASE_INSENSITIVE | Pattern.UNICODE_CASE|
Pattern.COMMENT);


我们还要注意点的时Java对转译字符\的处理，例如我们要匹配一个数字：
我们不能使用：
Java代码

   1. Pattern p = Pattern.compile("\d"); 

Pattern p = Pattern.compile("\d");


而是：
Java代码

   1. Pattern p = Pattern.compile("\\d"); 

Pattern p = Pattern.compile("\\d");


另外如果regex本身形式是错误的，compile方法会抛出java.util.regex.PatternSyntaxException异常。
下面我们总结一下public Matcher matcher(CharSequence input)方法：
当我们使用compile操作，创建了Pattern对象之后，我们就可以使用Pattern对象的matcher操作，生成
matcher对象了，Matcher对象包含了许多对匹配结果集的操作，我们在总结Matcher对象的时候再说。另外
顺便提一下参数CharSequence，CharBuffer, Segment, String, StringBuffer, StringBuilder 都实现了
这个接口，所以参数可以是这些中的任一种类型了。
下面我们看看：
Java代码

   1. public int flags() 

public int flags()


这个方法返回了我们前面可以设置的并且已经设置的flags选项，我们通过按位与来判断是否设置了某个选项：
Java代码

   1. int flgs = myPattern.flags(); 
   2. boolean isUsingCommentFlag =( Pattern.COMMENTS == (Pattern.COMMENTS & flgs)) ; 

int flgs = myPattern.flags();
boolean isUsingCommentFlag =( Pattern.COMMENTS == (Pattern.COMMENTS & flgs)) ;


看看一个简化过程的方法：
Java代码

   1. public static boolean matches (String regex,CharSequence input) 

public static boolean matches (String regex,CharSequence input)


这个方法实际上是：
Java代码

   1. Pattern p = Pattern.compile(regex); 
   2. Matcher m = p.matcher(candidate); 
   3. m.matches() 

Pattern p = Pattern.compile(regex);
Matcher m = p.matcher(candidate);
m.matches()


过程的一个简化,我们在后面总结Matcher中的matches方法之后就会理解这个了。
想必我们经常使用把字符串提取出token变成字符串数组的String中的split方法吧，下面我们看看
类似的一个方法：
public String[] split(CharSequence input)
这个方法提供了强大的功能，因为它可以使用正则表达式来作为token的分割：
Java代码

   1. Pattern p = new Pattern.compile(",|and"); 
   2. String fruits[] = p.split("apple,banana and orange"); 

Pattern p = new Pattern.compile(",|and");
String fruits[] = p.split("apple,banana and orange");


split的一个重载的版本：
Java代码

   1. public String[] split(CharSequence input, int limit) 

public String[] split(CharSequence input, int limit)


它指定了划分的组数，有以下三种情况：
limit==0
这时候和没有limit参数的那个split效果一样
limit>0
如果你仅仅对前limit个感兴趣，你可以使用limit：
Java代码

   1. String[] tmp = pattern.split("Hello, Dolly, You, Are, My, Favorite",3); 
   2. //tmp[0] is  "Hello", 
   3. // tmp[1] is "Dolly"; 
   4. //tmp[2] is  "You, Are, My, Favorite"; 

String[] tmp = pattern.split("Hello, Dolly, You, Are, My, Favorite",3);
//tmp[0] is  "Hello",
// tmp[1] is "Dolly";
//tmp[2] is  "You, Are, My, Favorite";


limit<0
会尽可能的划分所有的组，即使分割符后面是个空字符，也要单独生成一个token:""
Java代码

   1. Pattern p = Pattern.compile(","); 
   2. String temp[] = p.split("Hello,Dolly,", -1); 
   3. //temp[]={"Hello","Dolly",""} 

Pattern p = Pattern.compile(",");
String temp[] = p.split("Hello,Dolly,", -1);
//temp[]={"Hello","Dolly",""}


下次再总结Matcher类，和正则表达式的一些高级部分