Java中正則表達式匹配過程實例詳解
正則表達式:定義字符串的模式,用來對字符串進行搜索、編輯或處理文本。
目前的正則表達式引擎大體上可分為不同的兩類:DFA和NFA,而NFA又基本上可以分為傳統(tǒng)型NFA和POSIX NFA。
DFA Deterministic finite automaton 確定型有窮自動機
NFA Non-deterministic finite automaton 非確定型有窮自動機
Java使用的是傳統(tǒng)型NFA引擎。
下面是Java正則表達式的語法字符:
\ | 將下一字符標記為特殊字符、文本、反向引用或八進制轉義符。例如, n匹配字符 n。\n 匹配換行符。序列 \\\\ 匹配 \\ ,\\( 匹配 (。 |
^ | 匹配輸入字符串開始的位置。如果設置了 RegExp 對象的 Multiline 屬性,^ 還會與"\n"或"\r"之后的位置匹配。 |
$ | 匹配輸入字符串結尾的位置。如果設置了 RegExp 對象的 Multiline 屬性,$ 還會與"\n"或"\r"之前的位置匹配。 |
* | 零次或多次匹配前面的字符或子表達式。例如,zo* 匹配"z"和"zoo"。* 等效于 {0,}。 |
+ | 一次或多次匹配前面的字符或子表達式。例如,"zo+"與"zo"和"zoo"匹配,但與"z"不匹配。+ 等效于 {1,}。 |
? | 零次或一次匹配前面的字符或子表達式。例如,"do(es)?"匹配"do"或"does"中的"do"。? 等效于 {0,1}。 |
{n} | n 是非負整數(shù)。正好匹配 n 次。例如,"o{2}"與"Bob"中的"o"不匹配,但與"food"中的兩個"o"匹配。 |
{n,} | n 是非負整數(shù)。至少匹配 n 次。例如,"o{2,}"不匹配"Bob"中的"o",而匹配"foooood"中的所有 o。"o{1,}"等效于"o+"。"o{0,}"等效于"o*"。 |
{n,m} | m 和 n 是非負整數(shù),其中 n <= m。匹配至少 n 次,至多 m 次。例如,"o{1,3}"匹配"fooooood"中的頭三個 o。'o{0,1}' 等效于 'o?'。注意:您不能將空格插入逗號和數(shù)字之間。 |
? | 當此字符緊隨任何其他限定符(*、+、?、{n}、{n,}、{n,m})之后時,匹配模式是"非貪心的"。"非貪心的"模式匹配搜索到的、盡可能短的字符串,而默認的"貪心的"模式匹配搜索到的、盡可能長的字符串。例如,在字符串"oooo"中,"o+?"只匹配單個"o",而"o+"匹配所有"o"。 |
. | 匹配除"\r\n"之外的任何單個字符。若要匹配包括"\r\n"在內(nèi)的任意字符,請使用諸如"[\s\S]"之類的模式。 |
(pattern) | 匹配 pattern 并捕獲該匹配的子表達式。可以使用 $0…$9 屬性從結果"匹配"集合中檢索捕獲的匹配。若要匹配括號字符 ( ),請使用""或者""或者""。 |
(?:pattern) | 匹配 pattern 但不捕獲該匹配的子表達式,即它是一個非捕獲匹配,不存儲供以后使用的匹配。這對于用"or"字符 (|) 組合模式部件的情況很有用。例如,'industr(?:y|ies) 是比 'industry|industries' 更經(jīng)濟的表達式。 |
(?=pattern) | 執(zhí)行正向預測先行搜索的子表達式,該表達式匹配處于匹配 pattern 的字符串的起始點的字符串。它是一個非捕獲匹配,即不能捕獲供以后使用的匹配。例如,'Windows (?=95|98|NT|2000)' 匹配"Windows 2000"中的"Windows",但不匹配"Windows 3.1"中的"Windows"。預測先行不占用字符,即發(fā)生匹配后,下一匹配的搜索緊隨上一匹配之后,而不是在組成預測先行的字符后。 |
(?!pattern) | 執(zhí)行反向預測先行搜索的子表達式,該表達式匹配不處于匹配 pattern 的字符串的起始點的搜索字符串。它是一個非捕獲匹配,即不能捕獲供以后使用的匹配。例如,'Windows (?!95|98|NT|2000)' 匹配"Windows 3.1"中的 "Windows",但不匹配"Windows 2000"中的"Windows"。預測先行不占用字符,即發(fā)生匹配后,下一匹配的搜索緊隨上一匹配之后,而不是在組成預測先行的字符后。 |
x|y | 匹配 x 或 y。例如,'z|food' 匹配"z"或"food"。'(z|f)ood' 匹配"zood"或"food"。 |
[xyz] | 字符集。匹配包含的任一字符。例如,"[abc]"匹配"plain"中的"a"。 |
[^xyz] | 反向字符集。匹配未包含的任何字符。例如,"[^abc]"匹配"plain"中"p","l","i","n"。 |
[a-z] | 字符范圍。匹配指定范圍內(nèi)的任何字符。例如,"[a-z]"匹配"a"到"z"范圍內(nèi)的任何小寫字母。 |
[^a-z] | 反向范圍字符。匹配不在指定的范圍內(nèi)的任何字符。例如,"[^a-z]"匹配任何不在"a"到"z"范圍內(nèi)的任何字符。 |
\b | 匹配一個字邊界,即字與空格間的位置。例如,"er\b"匹配"never"中的"er",但不匹配"verb"中的"er"。 |
\B | 非字邊界匹配。"er\B"匹配"verb"中的"er",但不匹配"never"中的"er"。 |
\cx | 匹配 x 指示的控制字符。例如,\cM 匹配 Control-M 或回車符。x 的值必須在 A-Z 或 a-z 之間。如果不是這樣,則假定 c 就是"c"字符本身。 |
\d | 數(shù)字字符匹配。等效于 [0-9]。 |
\D | 非數(shù)字字符匹配。等效于 [^0-9]。 |
\f | 換頁符匹配。等效于 \x0c 和 \cL。 |
\n | 換行符匹配。等效于 \x0a 和 \cJ。 |
\r | 匹配一個回車符。等效于 \x0d 和 \cM。 |
\s | 匹配任何空白字符,包括空格、制表符、換頁符等。與 [ \f\n\r\t\v] 等效。 |
\S | 匹配任何非空白字符。與 [^ \f\n\r\t\v] 等效。 |
\t | 制表符匹配。與 \x09 和 \cI 等效。 |
\v | 垂直制表符匹配。與 \x0b 和 \cK 等效。 |
\w | 匹配任何字類字符,包括下劃線。與"[A-Za-z0-9_]"等效。 |
\W | 與任何非單詞字符匹配。與"[^A-Za-z0-9_]"等效。 |
\xn | 匹配 n,此處的 n 是一個十六進制轉義碼。十六進制轉義碼必須正好是兩位數(shù)長。例如,"\x41"匹配"A"。"\x041"與"\x04"&"1"等效。允許在正則表達式中使用 ASCII 代碼。 |
\num | 匹配 num,此處的 num 是一個正整數(shù)。到捕獲匹配的反向引用。例如,"(.)\1"匹配兩個連續(xù)的相同字符。 |
\n | 標識一個八進制轉義碼或反向引用。如果 \n 前面至少有 n 個捕獲子表達式,那么 n 是反向引用。否則,如果 n 是八進制數(shù) (0-7),那么 n 是八進制轉義碼。 |
\nm | 標識一個八進制轉義碼或反向引用。如果 \nm 前面至少有 nm 個捕獲子表達式,那么 nm 是反向引用。如果 \nm 前面至少有 n 個捕獲,則 n 是反向引用,后面跟有字符 m。如果兩種前面的情況都不存在,則 \nm 匹配八進制值 nm,其中 n 和 m 是八進制數(shù)字 (0-7)。 |
\nml | 當 n 是八進制數(shù) (0-3),m 和 l 是八進制數(shù) (0-7) 時,匹配八進制轉義碼 nml。 |
\un | 匹配 n,其中 n 是以四位十六進制數(shù)表示的 Unicode 字符。例如,\u00A9 匹配版權符號 (©)。 |
正則的匹配過程,通常情況下都是由一個子表達式(可能為一個普通字符、元字符或元字符序列組成)取得控制權,從字符串的某一位置開始嘗試匹配,一個子表達式開始嘗試匹配的位置,是從前一子表達匹配成功的結束位置開始的。如果匹配到字符串某一位置時整個表達式匹配失敗,那么引擎會使正則向前傳動,整個表達式從下一位開始重新嘗試匹配,依此類推,直到報告匹配成功或嘗試到最后一個位置后報告匹配失敗。
正則表達式簡單的匹配過程:
代碼為pattern為正則表達式對content進行匹配
(1) 基礎匹配過程
public static void main(String[] args) { String content = "abc"; String pattern = "abc"; System.out.println(content.matches(pattern)); }
匹配過程:
首先由字符“a”取得控制權,由“a”來匹配“a”,匹配成功,控制權交給字符“b”;由于“a”已被“a”匹配,所以“b”從位置1開始嘗試匹配,由“b”來匹配“b”,匹配成功,控制權交給“c”;由“c”來匹配“c”,匹配成功放回true。
(2)貪婪模式
public static void main(String[] args) { String content = "abc"; String pattern = "ab?c"; System.out.println(content.matches(pattern)); }
量詞“?”屬于匹配優(yōu)先量詞,在可匹配可不匹配時,會先選擇嘗試匹配,只有這種選擇會使整個表達式無法匹配成功時,才會嘗試讓出匹配到的內(nèi)容。這里的量詞“?”是用來修飾字符“b”的,所以“b?”是一個整體。
匹配過程:
首先由字符“a”取得控制權,由“a”來匹配“a”,匹配成功,控制權交給字符“b?”;由于“?”是匹配優(yōu)先量詞,所以會先嘗試進行匹配,由“b?”來匹配“b”,匹配成功,控制權交給“c”,同時記錄一個備選狀態(tài);由“c”來匹配“c”,匹配成功。記錄的備選狀態(tài)丟棄。
public static void main(String[] args) { String content = "abd"; String pattern = "ab?c"; System.out.println(content.matches(pattern)); }
匹配過程:
首先由字符“a”取得控制權,,由“a”來匹配“a”,匹配成功,控制權交給字符“b?”;先嘗試進行匹配,由“b?”來匹配“b”,同時記錄一個備選狀態(tài),匹配成功,控制權交給“c”;由“c”來匹配“d”,匹配失敗,此時進行回溯,找到記錄的備選狀態(tài),“b?”忽略匹配,即“b?”不匹配“b”,讓出控制權,把控制權交給“c”;由“c”來匹配“b”,匹配失敗。此時第一輪匹配嘗試失敗。
正則引擎使正則向前傳動,由位置1開始嘗試匹配,由“a”來匹配“b”,匹配失敗,沒有備選狀態(tài),第二輪匹配嘗試失敗。
繼續(xù)向前傳動,直到所有嘗試匹配失敗,匹配結束。此時報告整個表達式匹配失敗。
(3)非貪婪模式
public static void main(String[] args) { String content = "abc"; String pattern = "ab??c"; System.out.println(content.matches(pattern)); }
量詞“??”屬于忽略優(yōu)先量詞,在可匹配可不匹配時,會先選擇不匹配,只有這種選擇會使整個表達式無法匹配成功時,才會嘗試進行匹配。這里的量詞“??”是用來修飾字符“b”的,所以“b??”是一個整體。
匹配過程:
首先由字符“a”取得控制權,由“a”來匹配“a”,匹配成功,控制權交給字符“b??”;先嘗試忽略匹配,即“b??”不進行匹配,同時記錄一個備選狀態(tài),控制權交給“c”;由“c”來匹配“b”,匹配失敗,此時進行回溯,找到記錄的備選狀態(tài),“b??”嘗試匹配,即“b??”來匹配“b”,匹配成功,把控制權交給“c”;由“c”來匹配“c”,匹配成功。
(4)零寬度匹配過程
所謂零寬斷言,簡單來說就是匹配一個位置,這個位置滿足某個正則,但是不納入匹配結果的,所以叫“零寬”,而且這個位置的前面或后面需要滿足某種正則。
public static void main(String[] args) { String content = "abc"; String pattern = "^(?=[a-z])[a-z0-9]+$"; System.out.println(content.matches(pattern)); }
元字符“^”和“$”匹配的只是位置,順序環(huán)視“(?=[a-z])”只進行匹配,并不占有字符,也不將匹配的內(nèi)容保存到最終的匹配結果,所以都是零寬度的。
這個正則的意義就是匹配由字母或數(shù)字組成的,第一個字符是字母的字符串。
匹配過程:
首先由元字符“^”取得控制權,從開始位置開始匹配,匹配成功,控制權交給順序環(huán)視“(?=[a-z])”;
“(?=[a-z])”要求它所在位置右側必須是字母才能匹配成功,零寬度的子表達式之間是不互斥的,即同一個位置可以同時由多個零寬度子表達式匹配,所以它也是從開始位置嘗試進行匹配,開始位置的右側是字符“a”,符合要求,匹配成功,控制權交給“[a-z0-9]+”;
因為“(?=[a-z])”只進行匹配,并不將匹配到的內(nèi)容保存到最后結果,并且“(?=[a-z])”匹配成功的位置是開始位置,所以“[a-z0-9]+”也是從開始位置開始嘗試匹配的,“[a-z0-9]+”首先嘗試匹配“a”,匹配成功,繼續(xù)嘗試匹配,可以成功匹配接下來的“b”和“c”,此時右側已沒有字符,這時會把控制權交給“$”;“$”成功匹配結束符,匹配成功。
總結
到此這篇關于Java中正則表達式匹配過程的文章就介紹到這了,更多相關Java正則匹配過程內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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