2012年12月31日 星期一

JAVA Regular expression 正則表示式

「正則表示式」(Regular expression)的字串,正則表示式的功能是J2SE 1.4之後加入的新功能。

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 quantifiersPossessive 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。