Java 正则表达式完全指南：掌握 java.util.regex 模式匹配

Java 通过 java.util.regex 包提供强大的正则表达式支持，其语法与 Perl 高度相似，学习曲线平缓。正则表达式是一种特殊的字符序列，用于匹配、查找或操作符合特定模式的字符串，广泛应用于文本搜索、数据验证、内容替换等场景。

核心类详解

java.util.regex 包主要包含三个核心类：

• Pattern 类：正则表达式的编译表示。无公共构造器，需调用静态 compile() 方法创建实例，该方法接受正则表达式字符串作为参数。
• Matcher 类：执行匹配操作的引擎。同样无公共构造器，通过 Pattern.matcher() 方法获取实例，用于对输入字符串进行匹配、查找、替换等操作。
• PatternSyntaxException：非受检异常，表示正则表达式语法错误，提供错误描述、错误索引、错误模式等诊断信息。

捕获组

捕获组将多个字符作为一个整体处理，通过圆括号 () 定义。例如 (dog) 创建一个包含 "d"、"o"、"g" 的组。组按左括号从左到右编号，如 ((A)(B(C))) 包含四个组：((A)(B(C)))、(A)、(B(C))、(C)。

调用 Matcher.groupCount() 可获取捕获组数量（不含组 0）。组 0 始终代表整个表达式匹配的内容。

示例：提取数字字符串

import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;

public class RegexMatches {
    public static void main(String[] args) {
        String line = "This order was placed for QT3000! OK?";
        String pattern = "(.*)(\\d+)(.*)";
        
        Pattern r = Pattern.compile(pattern);
        Matcher m = r.matcher(line);
        
        if (m.find()) {
            System.out.println("完整匹配: " + m.group(0));
            System.out.println("第1组: " + m.group(1));
            System.out.println("第2组: " + m.group(2));
        } else {
            System.out.println("未匹配");
        }
    }
}

输出：

完整匹配: This order was placed for QT3000! OK?
第1组: This order was placed for QT300
第2组: 0

正则表达式语法速查表

Matcher 核心方法

索引方法

匹配查找方法

替换方法

实战示例：统计单词出现次数

import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;

public class RegexMatches {
    private static final String REGEX = "\\bcat\\b";
    private static final String INPUT = "cat cat cat cattie cat";
    
    public static void main(String[] args) {
        Pattern p = Pattern.compile(REGEX);
        Matcher m = p.matcher(INPUT);
        int count = 0;
        
        while (m.find()) {
            count++;
            System.out.println("匹配 #" + count);
            System.out.println("起始: " + m.start());
            System.out.println("结束: " + m.end());
        }
    }
}

输出显示仅匹配独立单词 "cat"（利用 \b 单词边界），"cattie" 不会被匹配。

matches() 与 lookingAt() 对比

String REGEX = "foo";
String INPUT = "fooooooooooooooooo";
Pattern pattern = Pattern.compile(REGEX);
Matcher matcher = pattern.matcher(INPUT);

System.out.println("lookingAt(): " + matcher.lookingAt()); // true
System.out.println("matches(): " + matcher.matches());     // false

lookingAt() 只检查开头是否匹配，matches() 要求整个字符串完全匹配。

replaceFirst 与 replaceAll 示例

String REGEX = "dog";
String INPUT = "The dog says meow. All dogs say meow.";
String REPLACE = "cat";

Pattern p = Pattern.compile(REGEX);
Matcher m = p.matcher(INPUT);
INPUT = m.replaceAll(REPLACE);
System.out.println(INPUT);
// 输出: The cat says meow. All cats say meow.

appendReplacement 与 appendTail 示例

String REGEX = "a*b";
String INPUT = "aabfooaabfooabfoob";
String REPLACE = "-";

Pattern p = Pattern.compile(REGEX);
Matcher m = p.matcher(INPUT);
StringBuffer sb = new StringBuffer();

while (m.find()) {
    m.appendReplacement(sb, REPLACE);
}
m.appendTail(sb);
System.out.println(sb.toString());
// 输出: -foo-foo-foo-

PatternSyntaxException 诊断方法

掌握 Java 正则表达式能极大提升文本处理效率，建议结合实际场景多加练习，熟练运用捕获组、边界匹配、贪婪/非贪婪量词等高级特性。