Java 基础进阶篇（十八）：正则表达式匹配规则和应用

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一、正则表达式概述

  正则表达式是对字符串（包括普通字符（例如：a 到 z 之间的字母）和特殊字符（称为“元字符”））操作的一种逻辑公式，就是用事先定义好的一些特定字符及这些特定字符的组合，组成一个“规则字符串”，这个“规则字符串”用来表达对字符串的一种过滤逻辑。正则表达式是一种文本模式，该模式描述在搜索文本时要匹配的一个或多个字符串。

简而言之，正则表达式可以用一些规定的字符来制定规则，并用来校验数据格式的合法性。

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二、正则表达式的匹配规则

匹配方法：

字符类(默认匹配一个字符)：                预定义的字符类（默认匹配一个字符）：

贪婪的量词（配合匹配多个字符）：

注：X 代表前两框的字符类。

举例：

public class RegexDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        //public boolean matches(String regex):判断是否与正则表达式匹配，匹配返回true
        // 只能是 a  b  c
        System.out.println("a".matches("[abc]")); // true
        System.out.println("z".matches("[abc]")); // false
        System.out.println("---------------------------------");

        // 不能出现 a  b  c
        System.out.println("a".matches("[^abc]")); // false
        System.out.println("z".matches("[^abc]")); // true
        System.out.println("---------------------------------");

        System.out.println("a".matches("\\d")); // false
        System.out.println("3".matches("\\d")); // true
        System.out.println("333".matches("\\d")); // false 因为只匹配一个字符，多个字符直接就 false
        System.out.println("z".matches("\\w")); // true
        System.out.println("2".matches("\\w")); // true
        System.out.println("21".matches("\\w")); // false 因为只匹配一个字符，多个字符直接就 false
        System.out.println("你".matches("\\w")); //false
        System.out.println("你".matches("\\W")); // true
        System.out.println("---------------------------------");
        //  以上正则匹配只能校验单个字符。

        // 校验密码
        // 必须是数字 字母 下划线 至少 6位
        System.out.println("2442fsfsf".matches("\\w{6,}")); // true
        System.out.println("244f".matches("\\w{6,}")); //false

        // 验证码 必须是数字和字符  必须是4位
        System.out.println("23dF".matches("[a-zA-Z0-9]{4}")); // true
        System.out.println("23_F".matches("[a-zA-Z0-9]{4}")); //false
        System.out.println("23dF".matches("[\\w&&[^_]]{4}")); // true
        System.out.println("23_F".matches("[\\w&&[^_]]{4}")); //false
    }
}

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三、正则表达式在方法中的应用

3.1 校验手机号、邮箱和座机电话号码

public class RegexDemo02 {
    public static void main(String[] args) {
        // 校验手机号码 邮箱 电话号码
        checkPhone();
        checkEmail();
        checkTel();
    }

	// 校验手机号
    public static void checkPhone(){
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        while(true){
            System.out.print("输入手机号：");
            String phone = sc.next();
            // 判断手机号的格式是否正确
            if(phone.matches("1[3-9]\\d{9}")){
                System.out.println("成功！");
                break;
            }else{
                System.out.println("失败！");
            }
        }
    }

	// 校验邮箱
    public static void checkEmail(){
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        while (true) {
            System.out.print("请您输入您的注册邮箱：");
            String email = sc.next();
            // 判断邮箱格式是否正确   [email protected]
            // 判断邮箱格式是否正确   [email protected]
            // 判断邮箱格式是否正确   [email protected]
            // "."代表任何字符，"\\."等同于 \. 是纯 .
            if(email.matches("\\w{1,30}@[a-zA-Z0-9]{2,20}(\\.[a-zA-Z0-9]{2,20}){1,2}")){
                System.out.println("邮箱格式正确，注册完成！");
                break;
            }else {
                System.out.println("格式有误！");
            }
        }
    }

	// 校验电话号码（座机）
    public static void checkTel(){
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        while (true) {
            System.out.println("请您输入您的电话号码：");
            String tel = sc.next();
            // 判断电话号码格式是否正确   027-3572457  0273572457
            if(tel.matches("0\\d{2,6}-?\\d{5,20}")){
                System.out.println("格式正确，注册完成！");
                break;
            }else {
                System.out.println("格式有误！");
            }
        }
    }
}

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3.2 字符串的内容替换和分割

举例1：在字符串中寻找姓名

public class RegexDemo03 {
    public static void main(String[] args) {
        String names = "小路dhdfhdf342蓉儿43fdffdfbjdfaf小何";

        String[] arrs = names.split("\\w+");
        for (int i = 0; i < arrs.length; i++) {
            System.out.println(arrs[i]); // 小路 蓉儿 小何
        }

        String str = names.replaceAll("\\w+", "**");
        System.out.println(str); // 小路**蓉儿**小何

        String[] strArr = str.split("\\*\\*");
        for (int i = 0; i < strArr.length; i++) {
            System.out.println(strArr[i]);
        }
    }
}

举例2：正则表达式爬取信息中的内容

public class RegexDemo04 {
    public static void main(String[] args) {
        String rs = "来黑马程序学习Java,电话020-43422424，或者联系邮箱" +
                "[email protected],电话18762832633，0203232323" +
                "邮箱[email protected]，400-100-3233 ，4001003232";

        // 需求：从上面的内容中爬取出 电话号码和邮箱。
        // 1、定义爬取规则，字符串形式
        String regex = "(\\w{1,30}@[a-zA-Z0-9]{2,20}(\\.[a-zA-Z0-9]{2,20}){1,2})|"+
                "(0\\d{2,6}-?\\d{5,20})|(400-?\\d{3,9}-?\\d{3,9})";

        // 2、把这个爬取规则编译成匹配对象。
        Pattern pattern = Pattern.compile(regex);

        // 3、得到一个内容匹配器对象
        Matcher matcher = pattern.matcher(rs);

        // 4、开始查找
        while (matcher.find()) {
            String rs1 = matcher.group();
            System.out.println(rs1);
        }
    }
}

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四、编程题目

4.1 表示数值的字符串

剑指 Offer 20. 表示数值的字符串：https://leetcode.cn/problems/biao-shi-shu-zhi-de-zi-fu-chuan-lcof/

题目描述：

请实现一个函数用来判断字符串是否表示数值（包括整数和小数）。

数值（按顺序）可以分成以下几个部分：

1. 若干空格
2. 一个 小数 或者 整数
3. (可选) 一个 ‘e’ 或 ‘E’ ，后面跟着一个 整数
4. 若干空格

小数（按顺序）可以分成以下几个部分：

1. (可选) 一个符号字符（ ‘+’ 或 ‘-’ ）
2. 下述格式之一：
   1. 至少一位数字，后面跟着一个点 ‘.’
   2. 至少一位数字，后面跟着一个点 ‘.’ ，后面再跟着至少一位数字
   3. 一个点 ‘.’ ，后面跟着至少一位数字

整数（按顺序）可以分成以下几个部分：

1. (可选) 一个符号字符（‘+’ 或 ‘-’）
2. 至少一位数字

部分数值列举如下：

["+100", "5e2", "-123", "3.1416", "-1E-16", "0123"]

部分非数值列举如下：

["12e", "1a3.14", "1.2.3", "+-5", "12e+5.4"]

用例：

输入	s = “0”	s = “e”	s = “.”	s = " .1 "
输出	true	false	false	true

代码实现：

class Solution {
    public boolean isNumber(String s) {
        // 去除首尾空格
        s = s.trim();
        return isDecimal(s) || isInteger(s);
    }

    /**
     * 判断是否是小数
     */
    public boolean isDecimal(String s){
        //（可选）一个符号字符（'+' 或 '-'）
        // 下述格式之一：
        //      至少一位数字，后面跟着一个点 '.'
        //      至少一位数字，后面跟着一个点 '.' ，后面再跟着至少一位数字
        //      一个点 '.' ，后面跟着至少一位数字
        String regx1 = "[+-]{0,1}[0-9]{1,20}\\.[0-9]{0,20}([eE]{1}[+-]{0,1}[0-9]{1,20}){0,1}";
        String regx2 = "[+-]{0,1}\\.[0-9]{1,20}([eE]{1}[+-]{0,1}[0-9]{1,20}){0,1}";
        return s.matches(regx1) || s.matches(regx2);
    }

    /**
     * 判断是否是整数
     */
    public boolean isInteger(String s){
        //（可选）一个符号字符（'+' 或 '-'）
        //  至少一位数字
        String regx1 = "[+-]{0,1}[0-9]{1,20}([eE]{1}[+-]{0,1}[0-9]{1,20}){0,1}";
        return s.matches(regx1);
    }
}

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4.2 非严格递增连续数字序列

题目描述：

输入一个字符串仅包含大小写字母和数字，求字符串中包含的最长的非严格递增连续数字序列长度。

比如：12234 属于非严格递增数字序列

输入描述：输入一个字符串仅包含大小写字母和数字

输出描述： 输出字符串中包含的最长的非严格递增连续数字序列长度

用例：

输入	abc2234019A334bc	abc02a234019A334bc
输出	4	3

本题思路：

通过正则表达式，分割字符串中的数字部分，再使用滑动窗口算法解决递增序列问题。

代码实现：

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        String str = sc.nextLine();
        String[] nums = str.split("[a-zA-Z]{1,}");
        // ["", "02", "234019", "334"]
        int maxLen = 0;
        for(int i = 0; i < nums.length; i ++){
            if(!nums[i].isEmpty()){
                maxLen = Math.max(maxLen, getNumsLength(nums[i]));
            }
        }
        System.out.println(maxLen);
    }

    // abc02a234019A334bc
    // 滑动窗口求最大长度
    public static int getNumsLength(String num){
        int sum = 1;
        int start = 0;
        for(int end = 1; end < num.length(); end ++){
            char ch = num.charAt(end);
            if(ch - num.charAt(end-1) >= 0){
                sum = Math.max(sum, end-start+1);
            }else{
                start = end;
            }
        }
        return sum;
    }
}

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