深入入門正則表達式(java) - 1 - 入門基礎
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深入入門正則表達式(java) - 2 - 基本實例
深入入門正則表達式(java) - 3 - 正則在java中的使用
深入入門正則表達式(java) - 匹配原理 - 1 - 引擎分類與普適原則
深入入門正則表達式(java) - 匹配原理 - 2 - 回溯
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1.元字符
很多人對正則表達式的印象就是亂碼。。許許多多的符號組合在一起,偶見單詞,正則確實是這樣的,所以下面我們要看看這些符號都是什么意思
有些符號不是大家看到的字面上的意思:比如 “.”、“!”、“?” ……
這些符號就稱之為元字符
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很遺憾,這些字符的意義必須牢記
注意:本文的所有紅色加粗中文引號內的內容均為正則表達式,而不是一般的字符和符號
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下面我們逐一說明
“\” :轉義符號,在字符組內依然是元字符。
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在檢查一行文本時
“^” :脫字符:表示一行的開始
“$” :美元符號:表示一行的結束
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字符組
“[]” :一對中括號,里面可以添加任何內容,比如[hate],括號里面的內容是或者的關系, 這個正則的意義是:我想匹配一個字符,這個字符可以是h,可以是a,也可以是t或e。
記住:字符組最終只會匹配一個字符。 即使你的目標字符串是hate,那么一次匹配成功的結果也只是第一個字母h,并不是整個單詞,如果我就想匹配hate這個單詞怎么辦?很容易,正則內容為“hate”,在字符組外面的字符的關系是“和,并且”的意思。
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注意:字符組內的元字符和字符組外的元字符并不一樣,即使字符一樣,表示的意義也未必相同 (*)
我們先學習下一個內容,然后再來給大家解釋上面的這句話
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“[^]” : 括號里面以“^”開頭,是字符組的否定形式 ,比如:[^hate]表示:匹配除了h、a、t、e以外的其他字符,依然 只會匹配一個字符
之前剛剛學過“^”表示一行的開始,但是脫字符位于[]內的起始位置則表示否定,這也解釋了 (*) 的內容
如果脫字符位于括號內其他位置表示什么呢?那它表示它自己,此時并不再是一個元字符
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“-” :減號,可以在字符組內表示區間、范圍。比如“[a-z]”,表示匹配a到z直接的任意一個小寫字母,如果是“[-z]”,那么“-”只表示它自己,沒有任何特殊意義,它在字符組外也沒有任何特殊意義。
ps:關于“^”、“$”、“-”的其他用法將在高級基礎篇講述
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“.” :點號,匹配一個任意字符的字符組簡便寫法。 “.”在字符組內沒不是元字符
ps:“.”也不是萬能的,有些字符無法匹配,之后會詳細解釋并給出替代方案
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“|” :豎線,表示或者,這個很容易記憶,如果想匹配hate或者like,那么正則為:“hate|like”
注意:如果想匹配I hate you和I like you。那么正則為:“I (hate|like) you”。如果寫成“I hate|like you”,那么匹配的結果為“I hate”或者是“like you”了
這里圓括號的作用是控制豎線的作用范圍,“()”有很多作用,稍后再說
(對于傳統NFA來說,選擇結構是按順序的,并不是匹配優先也不是忽略優先,關于NFA請參看 深入入門正則表達式(java) - 匹配原理 - 1 - 引擎分類與普適原則 )
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“\b” :它的作用是單詞分隔符,如果我想匹配like,那么正則為“like”,沒錯,但是會得到一些我不想要的結果,比如likely也會跑到結果集中,我可不想要這些單詞。那么修改正則為:“\blike\b”,這回就只能匹配like這個單詞了。
注意:java中的單詞分隔符為“\b”,有些語言的單詞分隔符為 “\<” 和 “\>” 。
單詞邊界是什么呢?其實正則沒有那么聰明,它不會識別“Ilikeyou”為“I like you”,它只是找到數字和字母的起始位置和結束位置而已
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“\w” :單詞字符。 在java中相當于“[a-zA-Z0-9_]”。 但是java中的“\b”卻支持Unicode字符。
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下面我們來看看正則中的“數字” - 量詞
“?” :表示0個至1個
“*” :表示0個至任意多個
“+” :表示至少一個
“{min,max}” :區間量詞。 “{2,5}”,表示匹配2到5次。“{2,}”表示至少兩次,“{2}”表示只匹配兩次。 “{,2}”,正則錯誤,無意義
舉個例子:正如上面的反面教程所說,如果想匹配一個正整數,那么應該如何來做
首先我們需要明確:我不想匹配0123,只想匹配123這樣的數字,0不能開頭,第二個要求就是除了數字不能有其他字符了
之前我們學過字符組了,“[0-9]”可以表示0至9中任意一個數字,那么根據上面的量詞,我們改正則為“[0-9]+”,表示至少有一個數字,至多沒有限制。但是0123這樣的數字也會滿足要求。那么我們再修改一下,首先第一位不能為0,那么這一位可以寫為“[1-9]”,表示匹配1到9的任何一個數字,之后呢?后面的數字有沒有都無所謂了,有,那就是多位數,沒有,那就是一位數。所以正則為“[1-9][0-9]*”。
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貪婪與懶惰
我們再來看一個量詞的例子。比如我想匹配一個單詞,正則可以這么寫“[a-zA-Z]+”。
RegexBuddy每次匹配顏色交叉,就能知道每次都匹配到的是什么了
我們來看第一次的結果,是“there”
有個問題就出來了:“\w+”表示至少一個“\w”,那么為什么結果不是“t”、“h”、“e”、“r”、“e”,而是“there”。
上面的量詞,除了“{times}”這種指定匹配次數的,其余默認均為貪婪匹配。也就是說盡可能多的匹配。
相對的就有惰性匹配,那么惰性匹配如何使用?
下面修改一下例子:“\w*e”表示以e結尾的單詞,現在這里的*還是貪婪匹配。
還是來看there,這回“\w+”只匹配了“th”,并沒有匹配到“ther”才停止。
惰性匹配就是盡可能少的匹配,使用方法就是在量詞后面加上“?”
如果量詞后面沒有“?”等其他量詞,那么就是默認的貪婪匹配。
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“?”,“*”,“+”:也叫匹配優先量詞
“*?”,“+?”,“??”:也叫忽略優先量詞
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其實還有一種量詞:
“?+”,“*+”,“++”:占有優先量詞 。 (支持這種量詞的正則引擎很少,java支持)
這節不討論這種類型量詞,之后的章節討論
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() :將括號里面的內容作為一個獨立的單元,理解為一組。
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反向引用
“\”+數字 :好多語言能記住“()”里面匹配到的內容,比如java。如果我只想使用“()”匹配到的內容,那么可以使用反向引用。
比如我想找兩個一樣的單詞,總有不小心寫錯的時候,可能會出現hate hate這樣的時候,那么正則應該如何書寫呢?
“(hate) \1”
這樣就能匹配到了
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通常我們不只局限于一個單詞,那么我們可以寫為:“([a-zA-Z]+) \1”,這樣也能找到hate hate形式的錯誤。
注意:這里([a-zA-Z]+)表示至少一個英文字母,后面的\1不表示至少一個英文字母,而是表示說與()匹配的結果一致! “([a-zA-Z]+) \1”不是“([a-zA-Z]+) ([a-zA-Z]+)”的簡寫
比如:目標字符串為likely like,“([a-zA-Z]+) ”會匹配到likely和一個空格,“\1”不會匹配“([a-zA-Z]+)”,因為之前括號的結果不是like,所以這次查找失敗,無結果。
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反向引用中的數字的確定
例如“((\d)(\d))\d”來匹配123這個數字。那么“\1”的結果是遇見的第一個括號,就是最外面的,“\1”結果為12。按著順序“\2”結果為1,“\3”結果為2
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最后再說下 “()” , 反向引用 的開始已經說出了括號的另一個作用,那就是保存捕獲的內容,這種類型的括號叫做 捕獲型括號 ,相對應的就有 非捕獲型括號“(?:)”
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“(?:)” :非捕獲型括號。“(?:hate)”會匹配到hate這個字符串,但是如果你企圖使用反向引用“(?:hate) \1”,那么就會出現錯誤。這樣的操作是非法的。
注意:非捕獲型括號不影響捕獲計數 ,獲取“((?:\d)(\d))”中的“(\d)”捕獲的內容為\2,不再是\3
好處:
1.提高效率,很容易理解,不記住捕獲的內容也就不占用內存了
2.結構清晰
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常用空白字符
“\s” :表示所有空白字符。
“\t” :制表符。
“\n” :換行符。
“\r” :回車。
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一些其他常用的縮略表示
“\S” :除“\s”之外的任何字符
“ \ w” :等同于[a-zA-Z0-9_]
“ \W ” :除“\w”之外的任何字符
“ \ d” :等同于[0-9]
“ \ D” :除“d”之外的任何字符
有些工具不支持,比如EditPlus v3.10 中的查找就不支持\d等。
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環視(零寬斷言)
環視分為順序和逆序,肯定和否定,組合一下一共4種。下面就看看環視到底是什么
“(?=)” :順序肯定環視:(從左至右)查看文本,如果能夠匹配,就返回匹配成功信息。
“(?<=)” :逆序肯定環視:(從右至左)查看文本,如果能夠匹配,就返回匹配成功信息。
“(?!)” :順序否定環視:(從左至右)查看文本,如果不能夠匹配,就返回匹配成功信息。
“(?<!)” :逆序否定環視:(從右至左)查看文本,如果不能夠匹配,就返回匹配成功信息。
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下面看幾個簡單的實例,然后就很容易明白上面的火星語了
例:下面有兩句話,加入你只想找到book,不想找到books
there is a book on the desk.
there are some books on the desk.
最簡單的辦法是:“book\b”,這很容易理解,book后面跟著單詞分隔符,book后面如果是s,那么肯定被認為是一個單詞,所以這樣不會匹配到books。如果用環視,應該如何書寫呢
正則中的book很好理解,依次匹配b、o、o、k,然后呢,\w在上面說過等同于[a-zA-Z0-9],“(?!\w)”是說:我要找這樣一個位置,這個位置的后面不能是\w。
第一句話中,在匹配了book后,發現緊跟的是一個空格,恩,不是\w中的內容,匹配成功。
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注意:環視不會占用字符!環視查找的是字符與字符之間的位置。
環視括號并沒有捕獲字符的功效,所以不能使用反向引用。
上圖畫三角號的位置就是這個環視匹配的位置
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如果想匹配books的book怎么辦,很簡單“book(?=s)”
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上面演示了肯定順序環視和否定順序環視。下面演示了環視不占用字符。
比較容易理解吧,這個例子沒有任何實際意義,僅做演示用
之后會給出一些有意義的例子
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2.正則模式與匹配模式
此部分內容基本來自《精通正則表達式》 v3
1.忽略大小寫模式: (java中使用Pattern.CASE_INSENSITIVE)
2.寬松排列與注釋模式: 此模式會忽略字符組外部的所有空白字符 , 但是在java.util.regex中,字符組之外的所有空白字符并非都被忽略,而是作為一個“無意義字符(do-nothing metacharacter)” 。正則“\12 3”表“3”在“\12”之后,而非表示“\123”(java中使用Pattern.COMMENTS)
ps:“空白字符”的定義取決于所采用的字符編碼的定義,以及此編碼對空白字符的支持程度。 大多數程序只能識別ASCII的空白字符。
3.點號通配模式(單行模式): (dot-match-all match mode) 通常點號是不能匹配換行符的。 但是在java中情況特殊:在sun的正則表達式包,點號能夠匹配未使用此模式時點號不能匹配的所有單字符Unicode行終止符。 (java中使用Pattern.DOTALL )
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符:Unicode行終止符
字符 | 描述 | ||||||||||||||||||||||||
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4.增強的錨點模式(多行文本模式): (Enhanced line-anchor match mode) 此模式影響“^”和“$”的匹配。 通常情況下“^”不能匹配字符串內部的換行符,而只能匹配目標字符串的起始位置。在此增強模式下,它能夠匹配字符串中內嵌的文本行的開頭位置。“$”也是這樣,此模式下可以匹配字符串內部的換行符。這里可能不是很好理解,之后的實例會介紹,其中還包括 “\A”,“\Z” 和 “\z” 的意義(java中使用Pattern.CASE_INSENSITIVE)
5.文字文本模式: 此模式幾乎不能識別任何元字符 。比如此模式下正則“[a-z]+” 匹配的就是字符串“[a-z]+”而并不是連續的小寫英文字母(java中使用Pattern.CASE_INSENSITIVE)
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上面的幾種模式如果沒有理解,可以看之后的教程。
將會在基本實例和高級基礎中討論。
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