Java字符串匹配如何用正则表达式实现？-杰瑞科技汇

正则表达式（Regular Expression，简称 Regex）是一种强大的文本处理工具，它使用一种特定的语法来描述和匹配字符串模式，在 Java 中，java.util.regex 包提供了对正则表达式的支持。

（图片来源网络，侵删）

核心组件

Java 正则表达式主要由两个类组成：

java.util.regex.Pattern: 一个编译后的正则表达式模式，它是一个不可变的类，代表了一个经过编译的模式，你可以把它看作是“规则”本身。
java.util.regex.Matcher: 对输入字符串进行解释和匹配的引擎，它是一个状态机器，用于执行 Pattern 定义的各种操作（如匹配、查找、替换等）。

使用正则表达式的基本流程是：

编译一个正则表达式字符串,得到一个 Pattern 对象。
使用 Pattern 对象和你的输入字符串创建一个 Matcher 对象。
通过 Matcher 对象执行匹配操作并获取结果。

常用方法示例

下面我们通过一系列示例来学习最常用的方法。

`matches()` - 完全匹配

matches() 方法尝试将整个输入字符串与模式进行匹配，如果整个字符串完全匹配模式，则返回 true。

（图片来源网络，侵删）

示例： 验证一个字符串是否是一个有效的手机号（假设规则是 11 位数字）。

import java.util.regex.Pattern;
import java.util.regex.Matcher;
public class RegexMatchesExample {
    public static void main(String[] args) {
        String regex = "^\\d{11}$"; // 正则表达式：^表示开始，$表示结束，\d表示数字，{11}表示11次
        String phone1 = "13812345678";
        String phone2 = "123456789012"; // 12位，不匹配
        String phone3 = "138-1234-5678"; // 包含'-'，不匹配
        // 创建 Pattern 对象 (建议使用静态的 compile 方法)
        Pattern pattern = Pattern.compile(regex);
        // 测试 phone1
        Matcher matcher1 = pattern.matcher(phone1);
        System.out.println(phone1 + " 是否匹配: " + matcher1.matches()); // true
        // 测试 phone2
        Matcher matcher2 = pattern.matcher(phone2);
        System.out.println(phone2 + " 是否匹配: " + matcher2.matches()); // false
        // 测试 phone3
        Matcher matcher3 = pattern.matcher(phone3);
        System.out.println(phone3 + " 是否匹配: " + matcher3.matches()); // false
    }
}

输出：

13812345678 是否匹配: true
123456789012 是否匹配: false
138-1234-5678 是否匹配: false

注意： ^ 和在这里非常重要，如果没有它们，"abc12345678def" 也会被 ^\d{11}$ 匹配为 false，但如果只有 \d{11}，它可能会找到子串 "12345678" 而导致 find() 返回 true。matches() 总是检查整个字符串。

`find()` 与 `group()` - 查找子串

find() 方法在输入字符串中查找与模式匹配的子串，如果找到，返回 true，Matcher 的状态会定位到该匹配项，你可以重复调用 find() 来查找所有匹配项。

找到匹配项后,可以使用 group() 方法获取匹配到的内容。

示例： 从一段文本中提取所有电子邮件地址。

import java.util.regex.Pattern;
import java.util.regex.Matcher;
public class RegexFindExample {
    public static void main(String[] args) {
        String text = "我的邮箱是 zhangsan@example.com，联系我，或者也可以联系 lisi@my-domain.co.uk。";
        String regex = "\\b[A-Za-z0-9._%+-]+@[A-Za-z0-9.-]+\\.[A-Z|a-z]{2,}\\b";
        // 在 Java 中，正则表达式默认不区分大小写，但最好明确指定
        Pattern pattern = Pattern.compile(regex, Pattern.CASE_INSENSITIVE);
        Matcher matcher = pattern.matcher(text);
        System.out.println("找到的邮箱地址：");
        while (matcher.find()) {
            // group(0) 表示整个匹配的子串
            System.out.println(matcher.group(0));
        }
    }
}

输出：

找到的邮箱地址：
zhangsan@example.com
lisi@my-domain.co.uk

解释：

\b: 单词边界，确保我们匹配的是完整的单词，而不是 myaddress@example.com 中的部分。
[A-Za-z0-9._%+-]+: 匹配用户名部分，允许字母、数字、点、下划线、百分号、加号和减号。
匹配 "@" 符号。
[A-Za-z0-9.-]+: 匹配域名部分。
\.: 匹配点号（在正则中有特殊含义，所以需要转义）。
[A-Z|a-z]{2,}: 匹配顶级域名，如 .com, .uk, .co 等，至少2个字母。
Pattern.CASE_INSENSITIVE: 编译模式时指定不区分大小写。

`lookingAt()` - 从开头匹配

lookingAt() 方法尝试从输入字符串的开头开始匹配模式，它不像 matches() 那样要求整个字符串都匹配，但必须是字符串的起始部分匹配即可。

示例：

import java.util.regex.Pattern;
import java.util.regex.Matcher;
public class RegexLookingAtExample {
    public static void main(String[] args) {
        String text = "Hello world, this is a test.";
        String regex = "Hello.*"; // 匹配以 "Hello" 开头，后面跟任意字符（除换行符）零次或多次
        Pattern pattern = Pattern.compile(regex);
        Matcher matcher = pattern.matcher(text);
        if (matcher.lookingAt()) {
            System.out.println("字符串以 'Hello' 开头！");
            System.out.println("匹配到的内容: " + matcher.group());
        } else {
            System.out.println("字符串不以 'Hello' 开头。");
        }
    }
}

输出：

字符串以 'Hello' 开头！ Hello world, this is a test.

常用正则表达式元字符

掌握这些元字符是编写正则表达式的基础。

元字符	描述	示例
	匹配除换行符以外的任意单个字符	`a.c` 可以匹配 `abc`, `aac`, `a!c`
`^`	匹配字符串的开始	`^abc` 匹配 `abc123`，但不匹配 `123abc`
	匹配字符串的结束	`abc$` 匹配 `123abc`，但不匹配 `abc123`
`\d`	匹配一个数字字符，等同于 `[0-9]`	`\d{3}` 匹配 `123`, `456`
`\D`	匹配一个非数字字符，等同于 `[^0-9]`	`\D+` 匹配 `hello`,
`\w`	匹配单词字符（字母、数字、下划线），等同于 `[A-Za-z0-9_]`	`\w+` 匹配 `Java`, `user_123`
`\W`	匹配非单词字符，等同于 `[^A-Za-z0-9_]`	`\W` 匹配 , , ` `
`\s`	匹配任何空白字符（空格、制表符、换行符等）	`\s+` 匹配 , `"\t"`
`\S`	匹配任何非空白字符	`\S+` 匹配 `Java`, `123`
`[...]`	字符类，匹配方括号内的任意一个字符	`[abc]` 匹配 `a`, `b`, 或 `c`
`[^...]`	否定字符类，匹配不在方括号内的任意字符	`[^abc]` 匹配 `d`, `1`,
	匹配前面的元素零次或多次	`a*` 匹配 (空串), `a`, `aaa`
	匹配前面的元素一次或多次	`a+` 匹配 `a`, `aaa`，但不匹配空串
	匹配前面的元素零次或一次	`a?` 匹配或 `a`
`{n}`	精确匹配前面的元素 n 次	`\d{3}` 匹配3个连续的数字
`{n,}`	匹配前面的元素至少 n 次	`\d{2,}` 匹配2个或更多连续的数字
`{n,m}`	匹配前面的元素至少 n 次，最多 m 次	`\d{2,4}` 匹配2到4个连续的数字
	捕获组，将括号内的内容作为一个整体	`(ab)+` 匹配 `ab`, `abab`
`\\|`	选择（或）操作符	`a\\|b` 匹配 `a` 或 `b`

高级用法：分组和替换

分组与 `group()`

使用括号可以创建捕获组。group(0) 总是整个匹配的字符串，group(1) 是第一个捕获组，group(2) 是第二个，以此类推。

示例： 提取日期字符串中的年、月、日。

import java.util.regex.Pattern;
import java.util.regex.Matcher;
public class RegexGroupExample {
    public static void main(String[] args) {
        String dateStr = "今天的日期是 2025-10-27。";
        String regex = "(\d{4})-(\d{2})-(\d{2})";
        Pattern pattern = Pattern.compile(regex);
        Matcher matcher = pattern.matcher(dateStr);
        if (matcher.find()) {
            System.out.println("完整日期: " + matcher.group(0));
            System.out.println("年份: " + matcher.group(1));
            System.out.println("月份: " + matcher.group(2));
            System.out.println("日期: " + matcher.group(3));
        }
    }
}

输出：

完整日期: 2025-10-27
年份: 2025
月份: 10
日期: 27

替换操作 `replaceAll()` 和 `replaceFirst()`

Matcher 对象提供了强大的替换功能。

replaceAll(String replacement): 替换所有匹配的子串。
replaceFirst(String replacement): 替换第一个匹配的子串。

在 replacement 字符串中，可以使用 $n 来引用第 n 个捕获组的内容。

示例： 将字符串中的所有日期格式从 YYYY-MM-DD 改为 DD/MM/YYYY。

import java.util.regex.Pattern;
import java.util.regex.Matcher;
public class RegexReplaceExample {
    public static void main(String[] args) {
        String text = "项目开始日期: 2025-01-15, 结束日期: 2025-12-31。";
        String regex = "(\\d{4})-(\\d{2})-(\\d{2})";
        // 替换模式：$3/$2/$1 表示用第三个捕获组，第二个，第一个
        String replacement = "$3/$2/$1";
        // 创建 Matcher 并进行替换
        String result = Pattern.compile(regex).matcher(text).replaceAll(replacement);
        System.out.println("原始文本: " + text);
        System.out.println("替换后文本: " + result);
    }
}

输出：

原始文本: 项目开始日期: 2025-01-15, 结束日期: 2025-12-31。
替换后文本: 项目开始日期: 15/01/2025, 结束日期: 31/12/2025。

Java 8+ 中的便捷方法

对于简单的匹配和查找,你不必总是手动创建 Pattern 和 Matcher 对象。String 类本身提供了一些便捷的静态方法，它们内部会为你处理这些对象。

String.matches(String regex): 等价于 Pattern.matches(regex, this)。
String.replaceAll(String regex, String replacement): 等价于 Pattern.compile(regex).matcher(this).replaceAll(replacement)。
String.replaceFirst(String regex, String replacement): 等价于 Pattern.compile(regex).matcher(this).replaceFirst(replacement)。
String.split(String regex): 根据正则表达式分割字符串。

示例：

public class StringRegexExample {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "apple,banana;orange|grape";
        // 使用 split 分割字符串
        String[] fruits = str.split("[,;|]"); // 正则表达式：匹配逗号、分号或竖线
        System.out.println("分割结果:");
        for (String fruit : fruits) {
            System.out.println(fruit);
        }
        // 使用 matches 验证
        String email = "test@example.com";
        boolean isValidEmail = email.matches("^[\\w.-]+@[\\w.-]+\\.[a-zA-Z]{2,}$");
        System.out.println("\n邮箱 " + email + " 是否有效: " + isValidEmail);
    }
}

输出：

分割结果:
apple
banana
orange
grape
邮箱 test@example.com 是否有效: true

操作	推荐方法	适用场景
完全匹配	`str.matches(regex)` 或 `pattern.matcher(str).matches()`	验证整个字符串是否符合某个格式（如邮箱、手机号）。
查找子串	`pattern.matcher(str).find()` + `matcher.group()`	从文本中提取符合特定模式的内容（如所有链接、所有数字）。
	`str.replaceAll(regex, replacement)` 或 `matcher.replaceAll(replacement)`	修改文本中符合模式的部分。
分割字符串	`str.split(regex)`	根据复杂的分隔符（如多个符号）将字符串拆分为数组。

正则表达式非常强大,但也可能变得复杂，建议从简单的模式开始，逐步构建，并多使用在线测试工具（如 Regex101）来验证你的表达式。

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核心组件

常用方法示例

`matches()` - 完全匹配

`find()` 与 `group()` - 查找子串

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常用正则表达式元字符

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分组与 `group()`

替换操作 `replaceAll()` 和 `replaceFirst()`

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