Java正則表達式應用與知識點詳解

一、正則表達式基礎概念

正則表達式(Regular Expression)是通過特定語法規則描述字符串模式的工具，常用于：

• 數據格式驗證
• 文本搜索與替換
• 字符串分割
• 模式匹配提取

Java通過java.util.regex包提供支持，核心類：

• Pattern：編譯后的正則表達式對象
• Matcher：執行匹配操作的引擎
• PatternSyntaxException：正則語法異常

二、核心語法詳解

1. 字符匹配

// 匹配數字字符
String regex = "\\d";  // 等效于[0-9]
System.out.println("8".matches(regex));  // true// 特殊字符轉義
String regex2 = "\\$\\d+\\.\\d{2}";  // 匹配$12.34格式
System.out.println("$99.99".matches(regex2)); // true

1. 預定義字符類 | 表達式 | 說明 | |--------|-----------------------| | \d | 數字：[0-9] | | \D | 非數字：[^0-9] | | \s | 空白字符：[\t\n\x0B\f\r] | | \w | 單詞字符：[a-zA-Z_0-9]|

2. 量詞

String regex = "a{2,4}";  // 匹配2到4個a
System.out.println("aaa".matches(regex));  // true

1. 邊界匹配

// 匹配完整行
String regex = "^\\d{3}-\\d{4}$";
System.out.println("123-4567".matches(regex));  // true

三、分組與反向引用

Pattern pattern = Pattern.compile("(\\d{3})-(\\d{4})");
Matcher matcher = pattern.matcher("123-4567");
if(matcher.find()){System.out.println(matcher.group(0));  // 123-4567System.out.println(matcher.group(1));  // 123System.out.println(matcher.group(2));  // 4567
}

四、常用方法實戰

1. 字符串分割

String[] parts = "apple,banana;cherry".split("[,;]");
// ["apple", "banana", "cherry"]

1. 替換操作

String result = "18812345678".replaceAll("(\\d{3})\\d{4}(\\d{4})", "$1****$2");
// 188****5678

1. 復雜匹配驗證

// 郵箱驗證正則
String emailRegex = "^[\\w-]+(\\.[\\w-]+)*@([\\w-]+\\.)+[a-zA-Z]{2,7}$";
System.out.println("test@example.com".matches(emailRegex));  // true

五、高級應用示例

1. 提取HTML內容

String html = "<div><h1>Title</h1><p>Content</p></div>";
Pattern tagPattern = Pattern.compile("<([a-zA-Z]+)>(.*?)</\\1>");
Matcher m = tagPattern.matcher(html);while(m.find()){System.out.println("標簽：" + m.group(1) + " 內容：" + m.group(2));
}
// 輸出：
// 標簽：h1 內容：Title
// 標簽：p 內容：Content

1. 日志分析

String log = "2023-08-20 14:23:45 [INFO] User login: id=12345";
Pattern logPattern = Pattern.compile("(\\d{4}-\\d{2}-\\d{2}) " +         // 日期"(\\d{2}:\\d{2}:\\d{2}) " +         // 時間"\\[(\\w+)\\] " +                   // 日志級別"(.+)");                            // 消息內容Matcher m = logPattern.matcher(log);
if(m.find()){System.out.println("時間：" + m.group(1) + " " + m.group(2));System.out.println("級別：" + m.group(3));System.out.println("消息：" + m.group(4));
}

六、性能優化建議

1. 預編譯Pattern對象

// 多次使用的正則應預編譯
private static final Pattern DATE_PATTERN = Pattern.compile("\\d{4}-\\d{2}-\\d{2}");

1. 避免過度回溯

// 差：(a+)*b 
// 優：a+b

1. 合理使用懶惰量詞

// 匹配最短內容
<.*?>  // 懶惰匹配

七、常見問題解決

1. 中文匹配

String chineseRegex = "[\\u4e00-\\u9fa5]+";
System.out.println("中文測試".matches(chineseRegex));  // true

1. 多行匹配模式

Pattern multiLine = Pattern.compile("^\\d+", Pattern.MULTILINE);
String input = "123\n456";
Matcher m = multiLine.matcher(input);
while(m.find()){System.out.println(m.group());  // 輸出123和456
}

1. 大小寫不敏感

Pattern.compile("[a-z]+", Pattern.CASE_INSENSITIVE);

八、調試工具推薦

1. 在線驗證工具：regex101.com
2. IDEA內置正則調試器
3. Regex Tester插件

通過系統學習正則表達式，可以顯著提升文本處理效率。建議從簡單模式開始實踐，逐步掌握復雜表達式編寫技巧，同時注意特殊字符轉義和性能優化問題。