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正则表达式的基本概念

正则表达式（Regular Expression，简称Regex）是一种用于描述字符串模式的强大工具，它通过特定的语法规则定义字符组合，从而实现字符串的匹配、查找、替换等操作，在Java中，正则表达式广泛应用于表单验证、文本解析、数据清洗等场景，能够高效处理复杂的字符串逻辑，理解Java中正则表达式的定义方式，是掌握字符串处理的关键一步。

Java正则表达式的定义语法

在Java中,正则表达式以字符串形式定义，其语法遵循国际标准，主要由字符类、量词、预定义字符、边界匹配符和分组等核心元素构成，掌握这些语法规则，是正确定义正则表达式的基础。

字符类：匹配特定范围的字符

字符类用于指定一组可能的字符,通过方括号[]表示。

[abc]：匹配字符a、b或c中的任意一个；
[a-z]：匹配任意小写字母；
[0-9]：匹配任意数字（等同于\d）；
[^a-z]：匹配除小写字母外的任意字符（^表示取反）。

量词：控制字符出现的次数

量词用于修饰前面的字符或字符类,指定其出现的次数：

匹配0次或多次（如a*可匹配空字符串、a、aa等）；
匹配1次或多次（如a+至少匹配1个a）；
匹配0次或1次（如a?可匹配空字符串或a）；
{n}：匹配恰好n次（如\d{3}匹配3位数字）；
{n,}：匹配至少n次（如\d{2,}匹配2位及以上数字）；
{n,m}：匹配n到m次（如\d{1,3}匹配1到3位数字）。

预定义字符：简化常用匹配规则

预定义字符（元字符）代表特定字符集合，提升正则表达式的简洁性：

\d：匹配任意数字（等同于[0-9]）；
\w：匹配单词字符（字母、数字、下划线，等同于[a-zA-Z0-9_]）；
\s：匹配空白字符（空格、制表符、换行符等）；
匹配除换行符外的任意字符（需配合re.DOTALL模式可匹配换行符）。

边界匹配符：限定匹配位置

边界匹配符用于指定匹配发生的位置：

^：匹配字符串开头（如^abc要求字符串以abc开头）；
匹配字符串结尾（如abc$要求字符串以abc；
\b：匹配单词边界（如\bword\b匹配独立的单词word）；
\B：匹配非单词边界（如\Bword\B匹配单词中间的word）。

分组与选择：组合复杂逻辑

分组：通过圆括号将多个字符组合为一个整体，并可应用量词（如(abc)+匹配abc、abcabc等）；
选择：使用竖线表示“或”逻辑（如a|b匹配a或b）；
非捕获组：仅分组但不捕获匹配内容，提升性能（如(?:a|b)+匹配a或b的多次组合，但不保存分组结果）。

Java中正则表达式的核心类与使用

Java通过java.util.regex包提供正则表达式支持，核心类包括Pattern和Matcher，二者配合实现正则表达式的编译与匹配。

Pattern类：编译正则表达式

Pattern类用于将正则表达式字符串编译为可匹配的模式对象，其静态方法compile()是入口：

Pattern pattern = Pattern.compile("\\d{3}-\\d{4}"); // 编译正则表达式，匹配3位数字-4位数字

编译时需注意：Java字符串中反斜杠\需转义为\\（如\d在字符串中写作\\d）。

Matcher类：执行匹配操作

Matcher类是执行匹配工作的引擎，通过Pattern.matcher()方法获取：

Matcher matcher = pattern.matcher("123-4567"); // 对目标字符串进行匹配

常用方法包括：

matches()：匹配整个字符串，要求完全符合正则表达式（如matcher.matches()返回true）；
find()：查找字符串中符合正则表达式的子串（可多次调用，定位下一个匹配）；
group()：获取当前匹配的子串（group(0)表示完整匹配，group(1)获取第一个分组内容）；
replaceAll()：替换所有匹配的子串（如matcher.replaceAll("-")替换为）。

实际应用场景示例

验证邮箱格式

String email = "user@example.com";
Pattern pattern = Pattern.compile("^[\\w.-]+@[\\w.-]+\\.[a-zA-Z]{2,}$");
Matcher matcher = pattern.matcher(email);
System.out.println("邮箱格式是否正确: " + matcher.matches()); // 输出true

提取文本中的手机号

String text = "联系电话：13812345678，备用电话：13987654321";
Pattern pattern = Pattern.compile("1[3-9]\\d{9}");
Matcher matcher = pattern.matcher(text);
while (matcher.find()) {
    System.out.println("找到手机号：" + matcher.group()); // 输出13812345678和13987654321
}

替换敏感词

String content = "这是一个测试文本，包含敏感词badword。";
Pattern pattern = Pattern.compile("badword");
Matcher matcher = pattern.matcher(content);
String result = matcher.replaceAll("***");
System.out.println(result); // 输出：这是一个测试文本，包含敏感词***。

注意事项

预编译提升性能：频繁使用的正则表达式应通过Pattern.compile()预编译，避免重复解析字符串；
贪婪模式与非贪婪模式：默认量词为贪婪模式（匹配尽可能多的字符），可通过在量词后加转为非贪婪模式（如匹配尽可能少的字符）；
转义特殊字符：若需匹配正则表达式中的特殊字符（如、等），需使用反斜杠转义（如\.匹配）；
分组编号：分组按左括号顺序编号，嵌套分组时外层编号优先，合理使用非捕获组可减少不必要的内存消耗。

通过掌握Java中正则表达式的定义语法、核心类及实际应用，开发者能够高效处理字符串匹配、验证和转换等任务，提升代码的简洁性和执行效率，正则表达式虽语法复杂，但通过大量练习和场景实践，可逐步成为Java开发中的得力工具。

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