1、简介

正则表达式（Regular Expression）又称正规表示法、常规表示法，在代码中常简写为 regex、regexp 或 RE，它是计算机科学的一个概念。

String 类里也提供了如下几个特殊的方法。

• boolean matches(String regex)：判断该字符串是否匹配指定的正则表达式。
• String replaceAll(String regex, String replacement)：将该字符串中所有匹配 regex 的子串替换成 replacement。
• String replaceFirst(String regex, String replacement)：将该字符串中第一个匹配 regex 的子串替换成 replacement。
• String[] split(String regex)：以 regex 作为分隔符，把该字符串分割成多个子串。

上面这些特殊的方法都依赖于 Java 提供的正则表达式支持，除此之外，Java 还提供了 Pattern 和 Matcher 两个类专门用于提供正则表达式支持。
正则表达式作为一个用于匹配字符串的模板，将某个字符模式与所搜索的字符串进行匹配。

2、正则表达式支持的字符串

2.1、合法字符

2.2、特殊字符

2.3、预定义字符

上面的正则表达式依然只能匹配单个字符，这是因为还未在正则表达式中使用“通配符”，“通配符”是可以匹配多个字符的特殊字符。正则表达式中的“通配符”远远超出了普通通配符的功能，它被称为预定义字符。

上面的 7 个预定义字符其实很容易记忆，其中：

• d 是 digit 的意思，代表数字。
• s 是 space 的意思，代表空白。
• w 是 word 的意思，代表单词。
• d、s、w 的大写形式恰好匹配与之相反的字符。

有了上面的预定义字符后，接下来就可以创建更强大的正则表达式了。例如：

c\\wt    // 可以匹配cat、cbt、cct、cOt、c9t等一批字符串
\\d\\d\\d-\\d\\d\\d-\\d\\d\\d\\d    // 匹配如 000-000-0000 形式的电话号码

2.4、方括号表达式

在一些特殊情况下，例如，若只想匹配 a~f 的字母，或者匹配除 ab 之外的所有小写字母，或者匹配中文字符，上面这些预定义字符就无能为力了，此时就需要使用方括号表达式，方括号表达式有如表 4 所示的几种形式。

方括号表达式比前面的预定义字符灵活多了，几乎可以匹配任何字符。例如，若需要匹配所有的中文字符，就可以利用 [\u0041-\u0056] 形式——因为所有中文字符的 Unicode 值是连续的，只要找出所有中文字符中最小、最大的 Unicode 值，就可以利用上面形式来匹配所有的中文字符。

正则表达式还支持圆括号，用于将多个表达式组成一个子表达式，圆括号中可以使用或运算符|。例如，正则表达式“((public)|(protected)|(private))”用于匹配 Java 的三个访问控制符其中之一。

2.5、边界匹配符

2.6、三种模式的数量表示符

前面例子中需要建立一个匹配 000-000-0000 形式的电话号码时，使用了 \d\d\d-\d\d\d-\d\d\d\d 正则表达式，这看起来比较烦琐。实际上，正则表达式还提供了数量标识符，正则表达式支持的数量标识符有如下几种模式。

• Greedy（贪婪模式）：数量表示符默认采用贪婪模式，除非另有表示。贪婪模式的表达式会一直匹配下去，直到无法匹配为止。如果你发现表达式匹配的结果与预期的不符，很有可能是因为你以为表达式只会匹配前面几个字符，而实际上它是贪婪模式，所以会一直匹配下去。
• Reluctant（勉强模式）：用问号后缀（?）表示，它只会匹配最少的字符。也称为最小匹配模式。
• Possessive（占有模式）：用加号后缀（+）表示，目前只有 Java 支持占有模式，通常比较少用。

关于贪婪模式和勉强模式的对比，看如下代码：

String str = "hello,java!";
// 贪婪模式的正则表达式
System.out.println(str.replaceFirst("\\w*" , "■"));    //输出■,java!
// 勉强模式的正则表达式
System.out.println(str.replaceFirst("\\w*?" , "■""));    //输出■hello, java!

当从“hello java!”字符串中查找匹配\w子串时，因为\w使用了贪婪模式，数量表示符会一直匹配下去，所以该字符串前面的所有单词字符都被它匹配到，直到遇到空格，所以替换后的效果是“■，Java!”；如果使用勉强模式，数量表示符会尽量匹配最少字符，即匹配 0 个字符，所以替换后的结果是“■hello，java!”。

3、Pattern类和Matcher类

java.util.regex 是一个用正则表达式所订制的模式来对字符串进行匹配工作的类库包。它包括两个类：Pattern 和 Matcher。

Pattern 对象是正则表达式编译后在内存中的表示形式，因此，正则表达式字符串必须先被编译为 Pattern 对象，然后再利用该 Pattern 对象创建对应的 Matcher 对象。执行匹配所涉及的状态保留在 Matcher 对象中，多个 Matcher 对象可共享同一个 Pattern 对象。

因此，典型的调用顺序如下：

// 将一个字符串编译成 Pattern 对象
Pattern p = Pattern.compile("a*b");
// 使用 Pattern 对象创建 Matcher 对象
Matcher m = p.matcher("aaaaab");
boolean b = m.matches(); // 返回 true

上面定义的 Pattern 对象可以多次重复使用。如果某个正则表达式仅需一次使用，则可直接使用 Pattern 类的静态 matches() 方法，此方法自动把指定字符串编译成匿名的 Pattern 对象，并执行匹配，如下所示。

boolean b = Pattern.matches ("a*b","aaaaab");    // 返回 true

上面语句等效于前面的三条语句。但采用这种语句每次都需要重新编译新的 Pattern 对象，不能重复利用已编译的 Pattern 对象，所以效率不高。Pattern 是不可变类，可供多个并发线程安全使用。

3.1、Matcher 类常用方法

在 Pattern、Matcher 类的介绍中经常会看到一个 CharSequence 接口，该接口代表一个字符序列，其中 CharBuffer、String、StringBuffer、StringBuilder 都是它的实现类。简单地说，CharSequence 代表一个各种表示形式的字符串。