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Java常用的API_02（正则表达式、爬虫）

Java正则表达式

七、正则表达式

正则表达式是一种强大的文本匹配工具，用于在字符串中搜索和匹配特定模式的文本。
在Java中，正则表达式由java.util.regex包提供支持。它可以用于验证输入的格式、提取文本中的特定部分、替换文本等操作。

7.1 格式

7.1.1 字符类

字符类用于匹配一组字符中的任意一个字符。字符类用方括号[]括起来，表示在这些字符中匹配一个字符。

  • [abc]：匹配字符a、b或c。
  • [^abc]：匹配除a、b、c之外的任何字符。
  • [a-zA-Z]：匹配从a到z或从A到Z的任意一个字符。
  • [a-d[m-p]]：匹配a到d或m到p的任意一个字符。
  • [a-z&&[def]]：匹配a到z和def的交集，即d、e、f。
  • [a-z&&[^bc]]：匹配a到z并且不包括b和c的字符(即[ad-z])。
  • [a-z&&[^m-p]]：匹配a到z并且不包括m到p的字符（即[a-lq-z]）。
注意
  • [a-z&&[def]]：匹配a到z和def的交集，即d、e、f。
  • 像这样的&&，必须是两个，如果是一个&，就只是说明其是一个‘&’字符符号
字符类示例代码1
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;

public class CharClassExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 匹配a、b或c中的任意一个字符
        String regex1 = "[abc]";
        String input1 = "apple";
        System.out.println(matchesPattern(regex1, input1)); // true

        // 匹配除a、b、c之外的任何字符
        String regex2 = "[^abc]";
        String input2 = "def";
        System.out.println(matchesPattern(regex2, input2)); // true

        // 匹配从a到z或从A到Z的任意一个字符
        String regex3 = "[a-zA-Z]";
        String input3 = "Hello";
        System.out.println(matchesPattern(regex3, input3)); // true

        // 匹配a到d或m到p的任意一个字符
        String regex4 = "[a-d[m-p]]";
        String input4 = "cat";
        System.out.println(matchesPattern(regex4, input4)); // true

        // 匹配a到z和def的交集，即d、e、f
        String regex5 = "[a-z&&[def]]";
        String input5 = "dog";
        System.out.println(matchesPattern(regex5, input5)); // true

        // 匹配a到z并且不包括b和c的字符
        String regex6 = "[a-z&&[^bc]]";
        String input6 = "apple";
        System.out.println(matchesPattern(regex6, input6)); // true

        // 匹配a到z并且不包括m到p的字符
        String regex7 = "[a-z&&[^m-p]]";
        String input7 = "hello";
        System.out.println(matchesPattern(regex7, input7)); // true
    }

    private static boolean matchesPattern(String regex, String input) {
        Pattern pattern = Pattern.compile(regex);
        Matcher matcher = pattern.matcher(input);
        return matcher.find();
    }
}
例2
public class CharClassExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 只能是 a b c
        System.out.println("----------1----------");
        System.out.println("a".matches("[abc]")); // true
        System.out.println("k".matches("[abc]")); // false

        // 不能出现 a b c
        System.out.println("----------2----------");
        System.out.println("a".matches("[^abc]")); // false
        System.out.println("z".matches("[^abc]")); // true
        System.out.println("zz".matches("[^abc]")); // false
        System.out.println("zz".matches("[^abc][^abc]")); // true

        // a到z A到Z (包括头尾的范围)
        System.out.println("----------3----------");
        System.out.println("a".matches("[a-zA-Z]")); // true
        System.out.println("Z".matches("[a-zA-Z]")); // true
        System.out.println("aa".matches("[a-zA-Z]")); // false
        System.out.println("zz".matches("[a-zA-Z]")); // false
        System.out.println("0".matches("[a-zA-Z]")); // false
    }
}

7.1.2 预定义字符

匹配一组字符中的任意一个字符，其用于简化正则表达式的书写。

  • .：匹配任意字符。
  • \d：匹配一个数字字符，相当于[0-9]。
  • \D：匹配一个非数字字符，相当于[^0-9]。
  • \s：匹配一个空白字符，包括空格、制表符、换行符等，相当于[\t\n\x0B\f\r]。
  • \S：匹配一个非空白字符，相当于[^\s]。
  • \w：匹配一个单词字符，包括字母、数字和下划线，相当于[a-zA-Z_0-9]。
  • \W：匹配一个非单词字符，相当于[^\w]。

通过使用这些字符类和预定义字符，可以构建出复杂的正则表达式来匹配特定的文本模式。

预定义字符示例代码
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;

public class PredefinedCharExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 匹配任意字符
        String regex1 = ".";
        String input1 = "a";
        System.out.println(matchesPattern(regex1, input1)); // true

        // 匹配一个数字字符
        String regex2 = "\\d";
        String input2 = "5";
        System.out.println(matchesPattern(regex2, input2)); // true

        // 匹配一个非数字字符
        String regex3 = "\\D";
        String input3 = "a";
        System.out.println(matchesPattern(regex3, input3)); // true

        // 匹配一个空白字符
        String regex4 = "\\s";
        String input4 = " ";
        System.out.println(matchesPattern(regex4, input4)); // true

        // 匹配一个非空白字符
        String regex5 = "\\S";
        String input5 = "a";
        System.out.println(matchesPattern(regex5, input5)); // true

        // 匹配一个单词字符
        String regex6 = "\\w";
        String input6 = "a";
        System.out.println(matchesPattern(regex6, input6)); // true

        // 匹配一个非单词字符
        String regex7 = "\\W";
        String input7 = "!";
        System.out.println(matchesPattern(regex7, input7)); // true
    }

    private static boolean matchesPattern(String regex, String input) {
        Pattern pattern = Pattern.compile(regex);
        Matcher matcher = pattern.matcher(input);
        return matcher.find();
    }
}
例2
public class PredefinedCharExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 匹配任意字符
        System.out.println("----------1----------");
        System.out.println("a".matches(".")); // true
        System.out.println("1".matches(".")); // true
        System.out.println(" ".matches(".")); // true
        System.out.println("\n".matches(".")); // false

        // 匹配一个数字字符
        System.out.println("----------2----------");
        System.out.println("5".matches("\\d")); // true
        System.out.println("a".matches("\\d")); // false

        // 匹配一个非数字字符
        System.out.println("----------3----------");
        System.out.println("a".matches("\\D")); // true
        System.out.println("5".matches("\\D")); // false

        // 匹配一个空白字符
        System.out.println("----------4----------");
        System.out.println(" ".matches("\\s")); // true
        System.out.println("\t".matches("\\s")); // true
        System.out.println("a".matches("\\s")); // false

        // 匹配一个非空白字符
        System.out.println("----------5----------");
        System.out.println("a".matches("\\S")); // true
        System.out.println(" ".matches("\\S")); // false

        // 匹配一个单词字符
        System.out.println("----------6----------");
        System.out.println("a".matches("\\w")); // true
        System.out.println("1".matches("\\w")); // true
        System.out.println("_".matches("\\w")); // true
        System.out.println("!".matches("\\w")); // false

        // 匹配一个非单词字符
        System.out.println("----------7----------");
        System.out.println("!".matches("\\W")); // true
        System.out.println("a".matches("\\W")); // false
    }
}

在Java中，使用正则表达式进行字符串匹配时，字符类和预定义字符的写法有一些区别。以下是两种写法的主要区别：

7.1.3 区别总结

  1. 字符类：

    • 使用方括号[]定义。
    • 可以包含单个字符、字符范围或字符集的交集和补集。
    • 适用于需要匹配特定字符集合的情况。

  2. 预定义字符：

    • 使用反斜杠\加特定字符定义。
    • 是常用字符类的简写形式。
    • 适用于匹配常见字符类型（如数字、字母、空白字符等）的情况。

7.2 使用Pattern和Matcher类与直接使用String类的matches方法的区别。

（1） 使用Pattern和Matcher类

这种方法适用于需要多次复用同一个正则表达式的情况。通过编译正则表达式为Pattern对象，然后使用Matcher对象进行匹配，可以提高效率。

示例代码
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;

public class PatternMatcherExample {
    public static void main(String[] args) {
        String regex1 = "[abc]";
        String input1 = "apple";
        System.out.println(matchesPattern(regex1, input1)); // true
    }

    private static boolean matchesPattern(String regex, String input) {
        Pattern pattern = Pattern.compile(regex);
        Matcher matcher = pattern.matcher(input);
        return matcher.find();
    }
}

（2）直接使用String类的matches方法

这种方法适用于简单的、一次性的正则表达式匹配。String类的matches方法会在内部编译正则表达式并进行匹配，适合于不需要复用正则表达式的情况。

示例代码
public class StringMatchesExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 只能是 a b c
        System.out.println("----------1----------");
        System.out.println("a".matches("[abc]")); // true
        System.out.println("k".matches("[abc]")); // false
    }
}

（3）区别总结

  1. 使用Pattern和Matcher类：

    • 适用于需要多次复用同一个正则表达式的情况。
    • 通过编译正则表达式为Pattern对象，然后使用Matcher对象进行匹配。
    • 提高了效率，特别是在需要多次匹配的情况下。

  2. 直接使用String类的matches方法：

    • 适用于简单的、一次性的正则表达式匹配。
    • 每次调用matches方法时，都会编译正则表达式并进行匹配。
    • 适合于不需要复用正则表达式的情况。

（4）示例对比

使用Pattern和Matcher类
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;

public class PatternMatcherExample {
    public static void main(String[] args) {
        String regex1 = "[abc]";
        String input1 = "apple";
        System.out.println(matchesPattern(regex1, input1)); // true
    }

    private static boolean matchesPattern(String regex, String input) {
        Pattern pattern = Pattern.compile(regex);
        Matcher matcher = pattern.matcher(input);
        return matcher.find();
    }
}
直接使用String类的matches方法
public class StringMatchesExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 只能是 a b c
        System.out.println("----------1----------");
        System.out.println("a".matches("[abc]")); // true
        System.out.println("k".matches("[abc]")); // false
    }
}

7.3 数量词

  • X?：X，一次或0次
  • X*：X，零次或多次
  • X+：X，一次或多次
  • X{n}：X，正好n次
  • X{n,}：X，至少n次
  • X{n,m}：X，至少n但不超过m次

这些量词用于正则表达式中来指定字符或子模式的重复次数。

public class RegexExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 示例1: X?
        System.out.println("aaab".matches("a?")); // false
        System.out.println("a".matches("a?"));    // true
        System.out.println("".matches("a?"));     // true

        // 示例2: X*
        System.out.println("aaab".matches("a*")); // false
        System.out.println("aaa".matches("a*"));  // true
        System.out.println("".matches("a*"));     // true

        // 示例3: X+
        System.out.println("aaab".matches("a+")); // false
        System.out.println("aaa".matches("a+"));  // true
        System.out.println("a".matches("a+"));    // true

        // 示例4: X{n}
        System.out.println("aaab".matches("a{2}")); // false
        System.out.println("aa".matches("a{2}"));   // true

        // 示例5: X{n,}
        System.out.println("aaab".matches("a{2,}")); // false
        System.out.println("aaa".matches("a{2,}"));  // true

        // 示例6: X{n,m}
        System.out.println("aaab".matches("a{1,2}")); // false
        System.out.println("aa".matches("a{1,2}"));   // true
        System.out.println("a".matches("a{1,2}"));    // true
    }
}

在这里插入图片描述

  • (?i)：这是一个正则表达式的模式修饰符，用于忽略大小写。
public class RegexExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 忽略大小写的书写方式
        // 在匹配的时候忽略abc的大小写
        String regex = "a(?i)bc";
       
        System.out.println("----------------------------");
        System.out.println("abc".matches(regex)); // true
        System.out.println("ABC".matches(regex)); // true
        System.out.println("aBC".matches(regex)); // true
    }
}

同样的忽略
（X|x）与 [Xx]

注意（）的使用
（）立大功

public class RegexExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 忽略大小写的书写方式
        // 在匹配的时候忽略b的大小写
        String regex = "a((?i)b)c";
        
        System.out.println("----------------------------");
        System.out.println("abc".matches(regex)); // true
        System.out.println("ABC".matches(regex)); // false
        System.out.println("aBc".matches(regex)); // true
    }
}

7.4这是一个正则表达式符号的总结表。

7.4.1 各个符号

符号含义示例
[]里面的内容出现一次[0-9] [a-zA-Z0-9]
()分组a(bc)+
^取反[^abc]
&&交集，不能写单个的&[a-z&&m-p]
``写在方括号外面表示并集
.任意字符\n 回车符号不匹配
\转义字符\\d
\d0-9\\d+
\D非0-9\\D+
\s空白字符[ \t\n\x0B\f\r]
\S非空白字符[^\\s]
\w单词字符[a-zA-Z_0-9]
\W非单词字符[^\\w]
解释
  • []：匹配方括号内的任意一个字符。例如，[0-9]匹配任何一个数字。
  • ()：用于分组。例如，a(bc)+匹配a后面跟一个或多个bc。
  • ^：在方括号内表示取反。例如，[^abc]匹配任何不是a、b或c的字符。
  • &&：表示交集。例如，[a-z&&m-p]匹配m到p之间的字符。
  • |：表示并集。例如，x|X匹配x或X。
  • .：匹配任意字符（除了换行符）。
  • \：转义字符，用于转义特殊字符。
  • \d：匹配任何一个数字（0-9）。
  • \D：匹配任何一个非数字字符。
  • \s：匹配任何一个空白字符（包括空格、制表符、换行符等）。
  • \S：匹配任何一个非空白字符。
  • \w：匹配任何一个单词字符（包括字母、数字和下划线）。
  • \W：匹配任何一个非单词字符。

这些符号和示例可以帮助你更好地理解和使用正则表达式。

7.4.2 量词总结表。

符号含义示例
?0次或1次\\d?
*0次或多次\\d* (abc)*
+1次或多次\\d+ (abc)+
{}具体次数a{7} \\d{7,19}
(?i)忽略后面字符的大小写(?i)abc
a((?i)b)c只忽略b的大小写a((?i)b)c
解释
  • ?：匹配前面的字符0次或1次。例如，\\d?匹配0个或1个数字。
  • *：匹配前面的字符0次或多次。例如，\\d*匹配0个或多个数字，(abc)*匹配0个或多个abc。
  • +：匹配前面的字符1次或多次。例如，\\d+匹配1个或多个数字，(abc)+匹配1个或多个abc。
  • {}：匹配前面的字符具体的次数。例如，a{7}匹配7个a，\\d{7,19}匹配7到19个数字。
  • (?i)：忽略后面字符的大小写。例如，(?i)abc匹配abc、ABC、aBc等。
  • a((?i)b)c：只忽略b的大小写。例如，a((?i)b)c匹配abc、aBc，但不匹配ABC。

八、爬虫

8.1 条件爬取

8.1.1 正向预查

要匹配的内容后面加上一个正向预查，指定后面的数据需要存在但不包含在匹配结果中。

String text = "前面的数据后面的数据";
String pattern = "前面的数据(?=后面的数据)";
Pattern p = Pattern.compile(pattern);
Matcher m = p.matcher(text);

if (m.find()) {
    System.out.println(m.group());
}

在这里插入图片描述

在这个示例中，正则表达式(?=后面的数据)表示匹配"前面的数据"后面紧跟着"后面的数据"，但只返回"前面的数据"部分。

8.1.2 其他的

String text = "前面的数据后面的数据";
String pattern = "前面的数据(?:后面的数据)";
Pattern p = Pattern.compile(pattern);
Matcher m = p.matcher(text);

if (m.find()) {
    System.out.println(m.group());
}

在这里插入图片描述
非捕获分组不需要再用本组数据，仅仅把数据括起来，不占组号。
（?:）(?=)（？！）

符号含义
?:正则获取所有
?=正则获取前面
?! 正则 获取不是指定内容的前面的部分

8.2贪婪爬取

只写+或者·*·就是贪婪爬取
+？非贪婪爬取
*？非贪婪爬取
在这里插入图片描述

以下是使用贪婪匹配和非贪婪匹配的正则表达式示例：

  1. 使用贪婪匹配+：
String text = "aaaaaab";
String pattern = "a+";
Pattern p = Pattern.compile(pattern);
Matcher m = p.matcher(text);

while (m.find()) {
    System.out.println("贪婪匹配结果：" + m.group());
}
  1. 使用非贪婪匹配+?：
String text = "aaaaaab";
String pattern = "a+?";
Pattern p = Pattern.compile(pattern);
Matcher m = p.matcher(text);

while (m.find()) {
    System.out.println("非贪婪匹配结果：" + m.group());
}
  1. 使用贪婪匹配*：
String text = "aaaaaab";
String pattern = "a*";
Pattern p = Pattern.compile(pattern);
Matcher m = p.matcher(text);

while (m.find()) {
    System.out.println("贪婪匹配结果：" + m.group());
}
  1. 使用非贪婪匹配*?：
String text = "aaaaaab";
String pattern = "a*?";
Pattern p = Pattern.compile(pattern);
Matcher m = p.matcher(text);

while (m.find()) {
    System.out.println("非贪婪匹配结果：" + m.group());
}

这些示例演示了贪婪匹配和非贪婪匹配在正则表达式中的应用。

8.3 正则表达式中的方法

在Java中，正则表达式的常用方法包括matches、replaceAll和split。下面是它们的简要介绍：

  • matches：用于检查整个字符串是否匹配正则表达式。返回一个布尔值，表示是否完全匹配。
String text = "Hello, World!";
boolean isMatch = text.matches("Hello.*");
System.out.println(isMatch); // true
  • replaceAll：用于替换字符串中匹配正则表达式的部分。可以用指定的字符串替换匹配的部分。
String text = "apple, orange, banana";
String replacedText = text.replaceAll("\\b\\w+\\b", "fruit");
System.out.println(replacedText); // fruit, fruit, fruit
  • split：根据正则表达式将字符串拆分为子字符串数组。返回一个字符串数组，包含根据正则表达式拆分的子字符串。
String text = "apple,orange,banana";
String[] fruits = text.split("a");
for (String fruit : fruits) {
    System.out.println(fruit);
}
//pple,or
//nge,b
//n
//n

这些方法可以帮助你在Java中使用正则表达式进行匹配、替换和拆分字符串。

8.4 分组

在Java中，可以使用圆括号()来创建一个分组。

在正则表达式中，分组可以对匹配的部分进行逻辑分组，以便后续引用或操作。
组号是连续的，从1开始不间断的。以左括号为基准。
非捕获分组不需要再用本组数据，仅仅把数据括起来，不占组号。

（?:）(?=)（？！）
在这里插入图片描述

public class SimplifyString {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义原始字符串
        String s = "aabbbbbbcccc";

        // 使用正则表达式替换重复的字符
        // (.) 捕获组匹配任意字符
        // \\1+ 量词匹配捕获组1的一次或多次出现
        // $1 引用捕获组1的内容（即匹配的单个字符）进行替换
        String simplified = s.replaceAll("(.)\\1+", "$1");

        // 输出简化后的字符串
        System.out.println(simplified);  // 输出: abc
    }
}

8.4.1 首尾相同单字符 abc123cba

\\组号意味着吧X组的东西在拿来用一次

String regex1="(.).+\\1";

在这里插入图片描述

8.4.2 首尾相同多字符abc123abc

String regex1="(.+).+\\1";

在这里插入图片描述

8.4.3 开始的样式和结束的样式一样aaa12aaa

(.)是把字母看做一组
\\2是把首字母重复
*是把\\2, ——— 0次或者多次

String regex1="((.)\\2*).+\\1";

在这里插入图片描述

悦读

道可道，非常道；名可名，非常名。 无名，天地之始，有名，万物之母。 故常无欲，以观其妙，常有欲，以观其徼。 此两者，同出而异名，同谓之玄，玄之又玄，众妙之门。

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