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正则表达式和Java编程语言

by Dana Nourie and Mike McCloskey 来源:Sun

应用程序常常需要有文本处理功能,比如单词查找、电子邮件确认或XML文档 集成。这通常会涉及到模式匹配。Perl、sed或awk等语言通过使用正则表达式来 改善模式匹配,正则表达式是一串字符,它所定义的模式可用来查找匹配的文本。 为了使用JavaTM编程语言进行模式匹配,需 要使用带有许多charAt子字串的StringTokenizer 类,读取字母或符号以便处理文本。这常常导致复杂或凌乱的代码。

现在不一样了。

2平台标准版(J2SETM)1.4版包含一个名 为java.util.regex的新软件包,使得使用正则表达式成为可能。 目前的功能包括元字符的使用,它赋予正则表达式极大的灵活性

本文概括地介绍了正则表达式的使用,并详细解释如何利用 java.util.regex软件包来使用正则表达式,用以下常见情形作为 例子:

  • 简单的单词替换
  • 电子邮件确认
  • 从文件中删除控制字符
  • 查找文件

为了编译这些例子中的代码和在应用程序中使用正则表达式,需要安装 J2SE 1.4版

构造正则表达式

正则表达式是一种字符模式,它描述的是一组字符串。你可以使用 java.util.regex软件包,查找、显示或修改输入序列中出现的 某个模式的一部分或全部。

正则表达式最简单的形式是一个精确的字符串,比如“Java”或 “programming”。正则表达式匹配还允许你检查一个字符串是否符合某个具体的 句法形式,比如是不是一个电子邮件地址。

为了编写正则表达式,普通字符和特殊字符都要使用:

 
\$ ^ . *
+ ? [' ']
\.     

正则表达式中出现的任何其他字符都是普通字符,除非它前面有个 \

特殊字符有着特别的用处。例如,.可匹配除了换行符之外的任意字符。与 s.n这样的正则表达式匹配的是任何三个字符的、以s 开始以n结束的字符串,包括sunson

在正则表达式中有许多特殊字符,可以查找一行开头的单词,忽略大小写或 大小写敏感的单词,还有特殊字符可以给出一个范围,比如a-e表 示从ae的任何字母。

使用这个新软件包的正则表达式用法与Perl类似,所以如果你熟悉Perl中正则 表达式的使用,就可以在Java语言中使用同样的表达式语法。如果你不熟悉正则 表达式,下面是一些入门的例子:

构造 匹配于
 
字符  
x 字符 x
\\ 反斜线字符
\0n 八进制值的字符0n (0 <= n <= 7)
\0nn 八进制值的字符 0nn (0 <= n <= 7)
\0mnn 八进制值的字符0mnn 0mnn (0 <= m <= 3, 0 <= n <= 7)
\xhh 十六进制值的字符0xhh
\uhhhh 十六进制值的字符0xhhhh
\t 制表符('\u0009')
\n 换行符 ('\u000A')
\r 回车符 ('\u000D')
\f 换页符 ('\u000C')
\a 响铃符 ('\u0007')
\e 转义符 ('\u001B')
\cx T对应于x的控制字符 x
 
字符类
[abc] a, b, or c (简单类)
[^abc] 除了abc之外的任意 字符(求反)
[a-zA-Z] azAZ ,包含(范围)
[a-z-[bc]] az,除了bc[ad-z](减去)
[a-z-[m-p]] az,除了mp[a-lq-z]
[a-z-[^def]] d, e, 或 f
 
预定义的字符类
. 任意字符(也许能与行终止符匹配,也许不能)
\d 数字: [0-9]
\D 非数字: [^0-9]
\s 空格符: [ \t\n\x0B\f\r]
\S 非空格符: [^\s]
\w 单词字符: [a-zA-Z_0-9]
\W 非单词字符: [^\w]

有关进一步的详情和例子,请参阅 Pattern类的文档

类和方法

下面的类根据正则表达式指定的模式,与字符序列进行匹配。

Pattern类

Pattern类的实例表示以字符串形式指定的正则表达式,其语 法类似于Perl所用的语法。

用字符串形式指定的正则表达式,必须先编译成Pattern类的 实例。生成的模式用于创建Matcher对象,它根据正则表达式与任 意字符序列进行匹配。多个匹配器可以共享一个模式,因为它是非专属的。

compile方法把给定的正则表达式编译成模式,然后用 matcher方法创建一个匹配器,这个匹配器将根据此模式对给定输 入进行匹配。pattern 方法可返回编译这个模式所用的正则表达 式。

split方法是一种方便的方法,它在与此模式匹配的位置将给 定输入序列切分开。下面的例子演示了:

/*
* 用split对以逗号和/或空格分隔的输入字符串进行切分。
*/
import java.util.regex.*;

public class Splitter {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// Create a pattern to match breaks
Pattern p = Pattern.compile("[,\\s]+");
// Split input with the pattern
String[] result = 
	 p.split("one,two, three   four ,  five");
for (int i=0; i<result.length; i++)
System.out.println(result[i]);
}
}
Matcher类

Matcher类的实例用于根据给定的字符串序列模式,对字符序 列进行匹配。使用CharSequence接口把输入提供给匹配器,以便 支持来自多种多样输入源的字符的匹配。

通过调用某个模式的matcher方法,从这个模式生成匹配器。 匹配器创建之后,就可以用它来执行三类不同的匹配操作:

  • matches方法试图根据此模式,对整个输入序列进行匹配。
  • lookingAt方法试图根据此模式,从开始处对输入序列进 行匹配。
  • find方法将扫描输入序列,寻找下一个与模式匹配的地方。

这些方法都会返回一个表示成功或失败的布尔值。如果匹配成功,通过查询 匹配器的状态,可以获得更多的信息

这个类还定义了用新字符串替换匹配序列的方法,这些字符串的内容如果需 要的话,可以从匹配结果推算得出。

appendReplacement方法先添加字符串中从当前位置到下一个 匹配位置之间的所有字符,然后添加替换值。appendTail添加的 是字符串中从最后一次匹配的位置之后开始,直到结尾的部分。

例如,在字符串blahcatblahcatblah中,第一个 appendReplacement添加blahdog。第二个 appendReplacement添加blahdog,然后 appendTail添加blah,就生成了: blahdogblahdogblah。请参见示例 简单的单词替换

CharSequence接口

CharSequence接口为许多不同类型的字符序列提供了统一的只 读访问。你提供要从不同来源搜索的数据。用String, StringBufferCharBuffer实现CharSequence,,这样就可以很 容易地从它们那里获得要搜索的数据。如果这些可用数据源没一个合适的,你可 以通过实现CharSequence接口,编写你自己的输入源。

Regex情景范例

以下代码范例演示了java.util.regex软件包在各种常见情形 下的用法:

简单的单词替换

/*
* This code writes "One dog, two dogs in the yard."
* to the standard-output stream:
*/
import java.util.regex.*;

public class Replacement {
public static void main(String[] args) 
			 throws Exception {
// Create a pattern to match cat
Pattern p = Pattern.compile("cat");
// Create a matcher with an input string
Matcher m = p.matcher("one cat," +
		   " two cats in the yard");
StringBuffer sb = new StringBuffer();
boolean result = m.find();
// Loop through and create a new String 
// with the replacements
while(result) {
m.appendReplacement(sb, "dog");
result = m.find();
}
// Add the last segment of input to 
// the new String
m.appendTail(sb);
System.out.println(sb.toString());
}
}

电子邮件确认

以下代码是这样一个例子:你可以检查一些字符是不是一个电子邮件地址。 它并不是一个完整的、适用于所有可能情形的电子邮件确认程序,但是可以在 需要时加上它。

/*
* Checks for invalid characters
* in email addresses
*/
public class EmailValidation {
public static void main(String[] args) 
					 throws Exception {
					 
String input = "@sun.com";
//Checks for email addresses starting with
//inappropriate symbols like dots or @ signs.
Pattern p = Pattern.compile("^\\.|^\\@");
Matcher m = p.matcher(input);
if (m.find())
System.err.println("Email addresses don't start" +
				" with dots or @ signs.");
//Checks for email addresses that start with
//www. and prints a message if it does.
p = Pattern.compile("^www\\.");
m = p.matcher(input);
if (m.find()) {
System.out.println("Email addresses don't start" +
	" with \"www.\", only web pages do.");
}
p = Pattern.compile("[^A-Za-z0-9\\.\\@_\\-~#]+");
m = p.matcher(input);
StringBuffer sb = new StringBuffer();
boolean result = m.find();
boolean deletedIllegalChars = false;

while(result) {
deletedIllegalChars = true;
m.appendReplacement(sb, "");
result = m.find();
}

// Add the last segment of input to the new String
m.appendTail(sb);

input = sb.toString();

if (deletedIllegalChars) {
System.out.println("It contained incorrect characters" +
			   " , such as spaces or commas.");
}
}
}

从文件中删除控制字符

/* This class removes control characters from a named
*  file.
*/
import java.util.regex.*;
import java.io.*;

public class Control {
public static void main(String[] args) 
					 throws Exception {
					 
//Create a file object with the file name
//in the argument:
File fin = new File("fileName1");
File fout = new File("fileName2");
//Open and input and output stream
FileInputStream fis = 
			  new FileInputStream(fin);
FileOutputStream fos = 
			new FileOutputStream(fout);

BufferedReader in = new BufferedReader(
		   new InputStreamReader(fis));
BufferedWriter out = new BufferedWriter(
		  new OutputStreamWriter(fos));

// The pattern matches control characters
Pattern p = Pattern.compile("{cntrl}");
Matcher m = p.matcher("");
String aLine = null;
while((aLine = in.readLine()) != null) {
m.reset(aLine);
//Replaces control characters with an empty
//string.
String result = m.replaceAll("");
out.write(result);
out.newLine();
}
in.close();
out.close();
}
}

文件查找

/*
* Prints out the comments found in a .java file.
*/
import java.util.regex.*;
import java.io.*;
import java.nio.*;
import java.nio.charset.*;
import java.nio.channels.*;

public class CharBufferExample {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// Create a pattern to match comments
Pattern p = 
Pattern.compile("//.*$", Pattern.MULTILINE);

// Get a Channel for the source file
File f = new File("Replacement.java");
FileInputStream fis = new FileInputStream(f);
FileChannel fc = fis.getChannel();

// Get a CharBuffer from the source file
ByteBuffer bb = 
fc.map(FileChannel.MAP_RO, 0, (int)fc.size());
Charset cs = Charset.forName("8859_1");
CharsetDecoder cd = cs.newDecoder();
CharBuffer cb = cd.decode(bb);

// Run some matches
Matcher m = p.matcher(cb);
while (m.find())
System.out.println("Found comment: "+m.group());
}
}

结论

现在Java编程语言中的模式匹配和许多其他编程语言一样灵活了。可以在应 用程序中使用正则表达式,确保数据在输入数据库或发送给应用程序其他部分之 前,格式是正确的,正则表达式还可以用于各种各样的管理性工作。简而言之, 在Java编程中,可以在任何需要模式匹配的地方使用正则表达式。

更多信息

软件包java.util.regex

Java编程论坛

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Dana Nourie是JDC技术方面的作家。她热衷于研究Java平台,特别是使 用服务器小程序和JavaServer Pages技术创建交互式Web应用程序,比如 JDC 测验学习之路以及 循序渐进这些页面。她还是一位潜水员,正在寻找太平洋深水海马。

Mike McCloskey 是Sun公司的一位工程师,致力于Core Libraries for J2SE(J2SE核心库)的开发。 java.lang, java.util, java.io 和,以及新软件包java.util.regexjava.nio.中 都有他的一份功劳。他喜欢打壁球和写科幻小说。

原文出处:http://java.sun.com/docs/codeconv/html/CodeConvTOC.doc.html,译文出处:http://morningspace.51.net/,moyingzz@etang.com    

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