1. 正則表達式概述
正則表達式（Regular Expression，簡稱 Regex）是一種用于匹配字符串的模式工具。在 Java 中，正則表達式通過 java.util.regex 包實現，主要涉及以下兩個類：
Pattern：表示一個編譯好的正則表達式模式。Matcher：用于在字符串中查找與模式匹配的內容。
正則表達式可以用來驗證格式、提取信息或替換文本，例如檢查郵箱地址是否合法、提取字符串中的數字、按規則分割字符串等。
2. 正則表達式符號速查表
以下是正則表達式的常用符號和元字符（以正則表達式的原始形式列出）。在 Java 代碼中，符號如 \d 需要寫成 \\d，因為 Java 字符串需要轉義反斜杠。
2.1 基本字符和元字符
| 符號 | 含義 | 示例 | 不匹配示例 |
|---|---|---|---|
\d | 匹配一個數字（0-9） | 5 | a |
\D | 匹配一個非數字 | a | 5 |
\w | 匹配字母、數字或下劃線 | a、3 或 _ | ! |
\W | 匹配非字母、數字或下劃線 | ! 或 @ | a |
\s | 匹配一個空白字符（如空格、制表符、換行符） | 或 \n | a |
\S | 匹配一個非空白字符 | a 或 1 | 空白字符 |
. | 匹配任意字符（除換行符外） | a 或 1 或 . | \n |
2.2 字符集合
字符集合用方括號 [] 表示，用于匹配單個字符。以下是詳細說明：
| 符號 | 含義 | 示例 | 不匹配示例 |
|---|---|---|---|
[abc] | 匹配單個字符，且該字符是 a、b 或 c | a、b 或 c | ab（多字符）、d |
[^abc] | 匹配單個字符，且該字符不是 a、b 或 c | d 或 1 | a、b 或 c |
[a-z] | 匹配單個小寫字母（a 到 z） | b | A、1 |
[A-Z] | 匹配單個大寫字母（A 到 Z） | B | a、1 |
[a-zA-Z] | 匹配單個字母（大小寫均可） | A 或 b | 1 |
[0-9] | 匹配單個數字（0 到 9） | 5 | a |
[a-z&[def]] | 匹配單個字符，且該字符是 a 到 z 中且是 d、e 或 f | d、e 或 f | a、b |
[a-z&&[^bc]] | 匹配單個字符，且該字符是 a 到 z 但不是 b 或 c | a 或 d | b、c |
[a-z&&[^m-p]] | 匹配單個字符，且該字符是 a 到 z 但不是 m 到 p | a 或 q | m、n |
說明：[abc] 只匹配單個字符，不會匹配連續的字符串。例如：
- 字符串
ab：[abc]會匹配a（第一個字符），再匹配b（第二個字符），但不能直接匹配整個ab。 - 如果要匹配
ab，需要寫成ab（連續字符模式），而不是[ab]。
2.3 量詞
量詞用于指定匹配的次數：
| 符號 | 含義 | 示例 | 不匹配示例 |
|---|---|---|---|
+ | 匹配 1 次或多次 | \d+ 匹配 123 | 空字符串 |
* | 匹配 0 次或多次 | \d* 匹配 12 或空 | 無 |
? | 匹配 0 次或 1 次 | \d? 匹配 1 或空 | 12（多于 1 個） |
{n} | 匹配正好 n 次 | \d{2} 匹配 12 | 1、123 |
{n,} | 匹配至少 n 次 | \d{2,} 匹配 123 | 1 |
{n,m} | 匹配 n 到 m 次 | \d{2,3} 匹配 12 或 123 | 1、1234 |
2.4 邊界匹配
| 符號 | 含義 | 示例 | 不匹配示例 |
|---|---|---|---|
^ | 匹配字符串的開頭 | ^a 匹配 abc 的開頭 | bac |
$ | 匹配字符串的結尾 | a$ 匹配 cba 的結尾 | abc |
\b | 匹配單詞邊界 | \bword\b 匹配單獨的 word | keyword |
3. 使用方法
Java 提供了兩種主要方式來使用正則表達式：通過 Pattern 和 Matcher 類，或者直接使用 String 類的方法。
3.1 使用 Pattern 和 Matcher
步驟：
- 使用
Pattern.compile()創建正則表達式模式（注意轉義）。 - 使用
Pattern.matcher()創建一個匹配器。 - 使用
Matcher.find()和Matcher.group()查找并獲取匹配結果。
示例代碼：提取字符串中的所有數字，并展示字符集合的匹配。
import java.util.regex.Pattern;
import java.util.regex.Matcher;public class RegexDemo {public static void main(String[] args) {// 示例 1：提取數字String input = "Order: 123, Price: 456";Pattern pattern = Pattern.compile("\\d+"); // 正則表達式 \d+（匹配 1 個或多個數字）Matcher matcher = pattern.matcher(input);System.out.println("提取的數字：");while (matcher.find()) {System.out.println(matcher.group());}// 示例 2：字符集合 [abc] 的匹配String text = "ab";Pattern pattern2 = Pattern.compile("[abc]"); // 正則表達式 [abc]（匹配單個 a、b 或 c）Matcher matcher2 = pattern2.matcher(text);System.out.println("\n字符集合 [abc] 匹配結果：");while (matcher2.find()) {System.out.println("匹配到的字符：" + matcher2.group());}}
}
運行結果：
提取的數字：
123
456字符集合 [abc] 匹配結果：
匹配到的字符：a
匹配到的字符：b
說明：在字符串 ab 中，[abc] 每次只匹配一個字符，先匹配到 a，再匹配到 b，但它不會將 ab 作為一個整體匹配。
3.2 使用 String 類的方法
String 類提供了幾種簡便的方法：
matches()：判斷整個字符串是否完全匹配正則表達式。String text = "12345"; boolean isNumber = text.matches("\\d+"); // 返回 true System.out.println("是否全為數字：" + isNumber);replaceAll()：替換所有匹配正則表達式的部分。String text = "abc123def456"; String result = text.replaceAll("\\d+", "-"); // 結果：abc-def- System.out.println("替換數字后的結果：" + result);split()：按正則表達式分割字符串。String text = "a,b,c"; String[] parts = text.split(","); // 結果：["a", "b", "c"] System.out.println("分割結果：" + java.util.Arrays.toString(parts));
4. 應用實例
4.1 驗證郵箱地址
public class EmailValidation {public static void main(String[] args) {String email = "user@example.com";String emailPattern = "^[A-Za-z0-9+_.-]+@[A-Za-z0-9.-]+$";if (email.matches(emailPattern)) {System.out.println("郵箱格式正確：" + email);} else {System.out.println("郵箱格式錯誤：" + email);}}
}
運行結果：
郵箱格式正確：user@example.com
4.2 驗證手機號碼
public class PhoneValidation {public static void main(String[] args) {String phone = "13812345678";String phonePattern = "^1[3-9]\\d{9}$";if (phone.matches(phonePattern)) {System.out.println("手機號碼格式正確：" + phone);} else {System.out.println("手機號碼格式錯誤：" + phone);}}
}
運行結果：
手機號碼格式正確：13812345678
4.3 提取單詞
public class WordExtraction {public static void main(String[] args) {String input = "Hello world, this is a test";Pattern pattern = Pattern.compile("\\b\\w+\\b"); // 正則表達式 \b\w+\b（匹配單詞）Matcher matcher = pattern.matcher(input);while (matcher.find()) {System.out.println("找到的單詞：" + matcher.group());}}
}
運行結果：
找到的單詞：Hello
找到的單詞：world
找到的單詞：this
找到的單詞：is
找到的單詞：a
找到的單詞：test
4.4 驗證連續字符
如果需要匹配連續的字符（如 ab），不能使用 [ab]，而是直接寫成 ab：
public class SequenceMatch {public static void main(String[] args) {String input = "cabd";Pattern pattern = Pattern.compile("ab"); // 正則表達式 ab（匹配連續的 ab）Matcher matcher = pattern.matcher(input);while (matcher.find()) {System.out.println("找到的連續字符：" + matcher.group());}}
}
運行結果：
找到的連續字符：ab
5. 注意事項
- 性能優化：避免在循環中重復調用
Pattern.compile()，建議將Pattern對象定義為靜態變量。 - 轉義規則：正則表達式中的特殊字符（如
.、+）需要轉義，在 Java 中需要雙重轉義，例如正則表達式\.要寫成\\.。
)
