Java正則表達式模式

正則表達式是一種語法，可以用於在文本中查找或匹配特定的模式。Java在語言級別上支持使用正則表達式。本文將介紹Java正則表達式模式的基本語法、常用用例和高級特性。

一、基本語法

Java中的正則表達式都是由字元和操作符組成的，字元是值，操作符用於在字元之間執行操作。以下是一些常用的字元和操作符：

字元：
\d      匹配任何數字，等價於[0-9]
\w      匹配任何字母數字字元，等價於[a-zA-Z0-9]
\s      匹配任何空格字元，包括空格、製表符、換行符等

操作符：
|       匹配左側或右側的任意表達式
()      分組，它們不僅可以使用操作符，而且還可以捕獲匹配的文本
[]      匹配方括弧內的任何字元
^       匹配行的開頭
$       匹配行的末尾
*       匹配前面的零個或多個字元
+       匹配前面的一個或多個字元
?       匹配前面的零個或一個字元
{n}     匹配前面的n個字元
{n,}    匹配前面的至少n個字元
{n,m}   匹配前面的n到m個字元
.       匹配除換行符以外的任何字元

例如，下面的正則表達式匹配任何包含「Java」和「2018」的字元串：

String pattern = ".*Java.*2018.*";
String input = "Welcome to Java 2018";
boolean isMatch = Pattern.matches(pattern, input);

輸出結果為true。

二、常用用例

1. 驗證郵箱格式

這個用例將驗證輸入的字元串是否符合電子郵件地址的通用格式。

String emailAddress = "someone@somewhere.com";
String pattern = "[a-zA-Z0-9._%+-]+@[a-zA-Z0-9.-]+\\.[a-zA-Z]{2,}";
boolean isMatch = Pattern.matches(pattern, emailAddress);

輸出結果為true。

2. 驗證密碼格式

這個用例將驗證輸入的字元串是否符合密碼的格式，包含至少一個小寫字母、一個大寫字母、一個數字和一個特殊字元（例如！或@）。

String password = "MyP@ssw0rd";
String pattern = "^(?=.*[a-z])(?=.*[A-Z])(?=.*\\d)(?=.*[@$!%*?&])[A-Za-z\\d@$!%*?&]{8,}$";
boolean isMatch = Pattern.matches(pattern, password);

輸出結果為true。

三、高級特性

1. 分組和捕獲

分組使我們可以在正則表達式中定義子表達式，並對它們進行分組和處理。在Java中，可以使用括弧將子表達式分組，捕獲匹配的文本並將其存儲在一個命名組中。

String input = "Hello World!";
String pattern = "(Hello) (World)!";
Pattern p = Pattern.compile(pattern);
Matcher m = p.matcher(input);
if (m.matches()) {
   String group1 = m.group(1); // "Hello"
   String group2 = m.group(2); // "World"
}

在這個例子中，我們定義了兩個子表達式「(Hello)」和「(World)」，並將它們與輸入字元串「Hello World！」進行了匹配。

2. 反向引用

在正則表達式中，反向引用使我們可以使用已經捕獲的文本來匹配模式。Java支持使用反向引用，在替換模式中使用$1、$2之類的命名組。

String input = "Hello, World! How are you?";
String pattern = "(Hello|Hi), (World|Earth)! (How) (are you)\\?";
Pattern p = Pattern.compile(pattern);
Matcher m = p.matcher(input);
if (m.find()) {
   String newString = m.replaceAll("$1 $2, $4?");
}

在這個例子中，我們定義了四個子表達式「(Hello|Hi)」，「(World|Earth)」，「(How)」和「(are you)」並將它們與輸入字元串「Hello, World! How are you?」進行了匹配。在替換模式「$1 $2, $4?」中，我們使用了反向引用，替換「Hello, World! How are you？」為「Hello World, are you?」。

3. 非捕獲分組

非捕獲分組類似於捕獲分組，但是它們不會捕獲匹配的文本或存儲它們。在Java中，可以使用(?:pattern)語法來定義非捕獲分組。

String input = "abc123def456ghi789jkl0mno";
String pattern = "(?:[a-z]+)(\\d+)";
Pattern p = Pattern.compile(pattern);
Matcher m = p.matcher(input);
while (m.find()) {
   String group1 = m.group(1); // "123", "456", "789", "0"
}

在這個例子中，我們定義了一個非捕獲分組「(?:[a-z]+)」和一個捕獲分組「(\\d+)」，並將它們與輸入字元串「abc123def456ghi789jkl0mno」進行了匹配。在捕獲分組中，我們捕獲了匹配的數字，但並未存儲它們。輸出結果為「123」，「456」，「789」和「0」。

總結

Java的正則表達式模式是一項非常有用的功能，它可以幫助開發人員在處理文本時更加高效和靈活。在本文中，我們介紹了Java正則表達式模式的基本語法、常用用例和一些高級特性，包括分組、反向引用和非捕獲分組。現在你已經掌握了Java正則表達式模式的基本知識，你可以開始在自己的項目中使用它了！