正則表示式最早是由數學家Stephen Kleene于1956年提出,主要使用在字元字串的格式比對,後來在資訊領域廣為應用,現在已經成為ISO(國際標準組織)的標準之一。
Java在J2SE 1.4之後開始支援正則表示式,您可以在API文件的 java.util.regex.Pattern 類別中找到支援的正則表示式相關資訊。
如果您使用String類別來配置字串物件,您可以使用簡易的方法來使用正則表示式,並應用於字串的比對或取代等動作上,以下先介紹幾個簡單的正則表示式。
例如一些常用的範圍,我們可以使用預先定義的字元類別:
| . | 符合任一字元 |
| \d | 等於 [0-9] 數字 |
| \D | 等於 [^0-9] 非數字 |
| \s | 等於 [ \t\n\x0B\f\r] 空白字元 |
| \S | 等於 [^ \t\n\x0B\f\r] 非空白字元 |
| \w | 等於 [a-zA-Z_0-9] 數字或是英文字 |
| \W | 等於 [^a-zA-Z_0-9] 非數字與英文字 |
.符合任一字元。例如有一字串abcdebcadxbc,使用.bc來比對的話,符合的子字串有abc、ebc、xbc三個;如果使用..cd,則符合的子字串只有bcd。
以上的例子來根據字元比對,您也可以使用「字元類」(Character class)來比較一組字元範圍,例如:
| [abc] | a、b或c |
| [^abc] | 非a、b、c的其它字元 |
| [a-zA-Z] | a到z或A到Z(範圍) |
| [a-d[m-p]] | a到d或m到p(聯集) |
| [a-z&&[def]] | d、e或f(交集) |
| [a-z&&[^bc]] | a到z,除了b與c之外(減集) |
| [a-z&&[^m-p]] | a到z且沒有m到p(a-lq-z)(減集) |
一次只指定一個字元不過癮,也可以用Greedy quantifiers來指定字元可能出現的次數:
| X? | X出現一次或完全沒有 |
| X* | X出現零次或多次 |
| X+ | X出現一次或多次 |
| X{n} | X出現n次 |
| X{n,} | X出現至少n次 |
| X{n,m} | X出現至少n次,但不超過m次 |
另外還有Reluctant quantifiers、Possessive quantifiers等的指定,您可以自行參考 java.util.regex.Pattern 類別中的說明。
在String類別中,matches()方法可以讓您驗證字串是否符合指定的正規表示式,這通常用於驗證使用者輸入的字串資料是否正確,例如電話號碼格式;replaceAll()方法可以將符合正規表示式的子字串置換為指定的字串;split()方法可以讓您依指定的正規表示式,將符合的子字串分離出來,並以字串陣列傳回。
下面這個程式示範幾個正則表示式的應用:
- UseRegularExpression.java
import java.util.Scanner;
public class UseRegularExpression {
public static void main(String args[]) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
String str = "abcdefgabcabc";
System.out.println(str.replaceAll(".bc", "###"));
System.out.print("輸入手機號碼: ");
str = scanner.next();
// 簡單格式驗證
if(str.matches("[0-9]{4}-[0-9]{6}"))
System.out.println("格式正確");
else
System.out.println("格式錯誤");
System.out.print("輸入href標籤: ");
// Scanner的next()方法是以空白為區隔
// 我們的輸入有空白,所以要執行兩次
str = scanner.next() + " " + scanner.next();
// 驗證href標籤
if(str.matches("<a.+href*=*['\"]?.*?['\"]?.*?>"))
System.out.println("格式正確");
else
System.out.println("格式錯誤");
System.out.print("輸入電子郵件: ");
str = scanner.next();
// 驗證電子郵件格式
if(str.matches(
"^[_a-z0-9-]+([.][_a-z0-9-]+)*@[a-z0-9-]+([.][a-z0-9-]+)*$"))
System.out.println("格式正確");
else
System.out.println("格式錯誤");
}
}
執行結果:
| ###defg###### 輸入手機號碼: 0988-100432 格式正確 輸入href標籤: <a href="http://caterpillar.onlyfun.net"> 格式正確 輸入電子郵件: justin@caterpillar.onlyfun.net 格式正確 |
最後兩個href標籤與email驗證例子是很常見的正規表示式應用,以下為對應表
資料來源:張智星的網站 – 正規表示式
| 正規表示式 | 說明及範例 | 比對不成立之字串 |
| /a/ | 含字母 “a” 的字串,例如 “ab”, “bac”, “cba” | “xyz” |
| /a./ | 含字母 “a” 以及其後任一個字元的字串,例如 “ab”, “bac”(若要比對.,請使用 \.) | “a”, “ba” |
| /^xy/ | 以 “xy” 開始的字串,例如 “xyz”, “xyab”(若要比對 ^,請使用 \^) | “axy”, “bxy” |
| /xy$/ | 以 “xy” 結尾的字串,例如 “axy”, “abxy”以 “xy” 結尾的字串,例如 “axy”, “abxy” (若要比對 $,請使用 \$) | “xya”, “xyb” |
| [13579] | 包含 “1″ 或 “3″ 或 “5″ 或 “7″ 或 “9″ 的字串,例如:”a3b”, “1xy” | “y2k” |
| [0-9] | 含數字之字串 | 不含數字之字串 |
| [a-z0-9] | 含數字或小寫字母之字串 | 不含數字及小寫字母之字串 |
| [a-zA-Z0-9] | 含數字或字母之字串 | 不含數字及字母之字串 |
| b[aeiou]t | “bat”, “bet”, “bit”, “bot”, “but” | “bxt”, “bzt” |
| [^0-9] | 不含數字之字串(若要比對 ^,請使用 \^) | 含數字之字串 |
| [^aeiouAEIOU] | 不含母音之字串(若要比對 ^,請使用 \^) | 含母音之字串 |
| [^\^] | 不含 “^” 之字串,例如 “xyz”, “abc” | “xy^”, “a^bc” |
| 正規表示式的特定字元 | 說明 | 等效的正規表示式 |
| \d | 數字 | [0-9] |
| \D | 非數字 | [^0-9] |
| \w | 數字、字母、底線 | [a-zA-Z0-9_] |
| \W | 非 \w | [^a-zA-Z0-9_] |
| \s | 空白字元 | [ \r\t\n\f] |
| \S | 非空白字元 | [^ \r\t\n\f] |
| 正規表示式 | 說明 |
| /a?/ | 零或一個 a(若要比對? 字元,請使用 \?) |
| /a+/ | 一或多個 a(若要比對+ 字元,請使用 \+) |
| /a*/ | 零或多個 a(若要比對* 字元,請使用 \*) |
| /a{4}/ | 四個 a |
| /a{5,10}/ | 五至十個 a |
| /a{5,}/ | 至少五個 a |
| /a{,3}/ | 至多三個 a |
| /a.{5}b/ | a 和 b中間夾五個(非換行)字元 |
| 字元 | 說明 | 簡單範例 |
| \ | 避開特殊字元 | /A\*/ 可用於比對 “A*”,其中 * 是一個特殊字元,為避開其特殊意義,所以必須加上 “\” |
| ^ | 比對輸入列的啟始位置 | /^A/ 可比對 “Abcd” 中的 “A”,但不可比對 “aAb” |
| $ | 比對輸入列的結束位置 | /A$/ 可比對 “bcdA” 中的 “A”,但不可比對 “aAb” |
| * | 比對前一個字元零次或更多次 | /bo*/ 可比對 “Good boook” 中的 “booo”,亦可比對 “Good bk” 中的 “b” |
| + | 比對前一個字元一次或更多次,等效於 {1,} | /a+/ 可比對 “caaandy” 中的 “aaa”,但不可比對 “cndy” |
| ? | 比對前一個字元零次或一次 | /e?l/ 可比對 “angel” 中的 “el”,也可以比對 “angle” 中的 “l” |
| . | 比對任何一個字元(但換行符號不算) | /.n/ 可比對 “nay, an apple is on the tree” 中的 “an” 和 “on”,但不可比對 “nay” |
| (x) | 比對 x 並將符合的部分存入一個變數 | /(a*) and (b*)/ 可比對 “aaa and bb” 中的 “aaa” 和 “bb”,並將這兩個比對得到的字串設定至變數 RegExp.$1 和 RegExp.$2。 |
| xy | 比對 x 或 y | /a*b*/g 可比對 “aaa and bb” 中的 “aaa” 和 “bb” |
| {n} | 比對前一個字元 n 次,n 為一個正整數 | /a{3}/ 可比對 “lllaaalaa” 其中的 “aaa”,但不可比對 “aa” |
| {n,} | 比對前一個字元至少 n 次,n 為一個正整數 | /a{3,}/ 可比對 “aa aaa aaaa” 其中的 “aaa” 及 “aaaa”,但不可比對 “aa” |
| {n,m} | 比對前一個字元至少 n 次,至多 m 次,m、n 均為正整數 | /a{3,4}/ 可比對 “aa aaa aaaa aaaaa” 其中的 “aaa” 及 “aaaa”,但不可比對 “aa” 及 “aaaaa” |
| [xyz] | 比對中括弧內的任一個字元 | /[ecm]/ 可比對 “welcome” 中的 “e” 或 “c” 或 “m” |
| [^xyz] | 比對不在中括弧內出現的任一個字元 | /[^ecm]/ 可比對 “welcome” 中的 “w”、”l”、”o”,可見出其與 [xyz] 功能相反。(同時請注意 /^/ 與 [^] 之間功能的不同。) |
| [\b] | 比對退位字元(Backspace character) | 可以比對一個 backspace ,也請注意 [\b] 與 \b 之間的差別 |
| \b | 比對英文字的邊界,例如空格 | 例如 /\bn\w/ 可以比對 “noonday” 中的 ‘no’ ; /\wy\b/ 可比對 “possibly yesterday.” 中的 ‘ly’ |
| \B | 比對非「英文字的邊界」 | 例如, /\w\Bn/ 可以比對 “noonday” 中的 ‘on’ , 另外 /y\B\w/ 可以比對 “possibly yesterday.” 中的 ‘ye’ |
| \cX | 比對控制字元(Control character),其中 X 是一個控制字元 | /\cM/ 可以比對 一個字串中的 control-M |
| \d | 比對任一個數字,等效於 [0-9] | /[\d]/ 可比對 由 “0″ 至 “9″ 的任一數字 但其餘如字母等就不可比對 |
| \D | 比對任一個非數字,等效於 [^0-9] | /[\D]/ 可比對 “w” “a”… 但不可比對如 “7″ “1″ 等數字 |
| \f | 比對 form-feed | 若是在文字中有發生 “換頁” 的行為 則可以比對成功 |
| \n | 比對換行符號 | 若是在文字中有發生 “換行” 的行為 則可以比對成功 |
| \r | 比對 carriage return | |
| \s | 比對任一個空白字元(White space character),等效於 [ \f\n\r\t\v] | /\s\w*/ 可比對 “A b” 中的 “b” |
| \S | 比對任一個非空白字元,等效於 [^ \f\n\r\t\v] | /\S/\w* 可比對 “A b” 中的 “A” |
| \t | 比對定位字元(Tab) | |
| \v | 比對垂直定位字元(Vertical tab) | |
| \w | 比對數字字母字元(Alphanumerical characters)或底線字母(”_”),等效於 [A-Za-z0-9_] | /\w/ 可比對 “.A _!9″ 中的 “A”、”_”、”9″。 |
| \W | 比對非「數字字母字元或底線字母」,等效於 [^A-Za-z0-9_] | /\W/ 可比對 “.A _!9″ 中的 “.”、” “、”!”,可見其功能與 /\w/ 恰好相反。 |
| \ooctal | 比對八進位,其中octal是八進位數目 | /\oocetal123/ 可比對 與 八進位的ASCII中 “123″ 所相對應的字元值。 |
| \xhex | 比對十六進位,其中hex是十六進位數目 | /\xhex38/ 可比對 與 16進位的ASCII中 “38″ 所相對應的字元。 |