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JAVA正则表达式之贪婪、勉强和侵占

时间:2015-08-13 21:55:20      阅读:308      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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   在JAVA正则表达式中量词(quantifiers)允许指定匹配出现的次数,方便起见,当前 Pattern API 规范下,描述了贪婪、勉强和侵占三种量词。首先粗略地看一下,量词X?X??X?+都允许匹配 X 零次或一次,精确地做同样的事情,但它们之间有着细微的不同之处。

量 词 种 类 意  义
贪婪 勉强 侵占
X? X?? X?+ 匹配 X 零次或一次
X* X*? X*+ 匹配 X 零次或多次
X+ X+? X++ 匹配 X 一次或多次
X{n} X{n}? X{n}+ 匹配 X n 次
X{n,} X{n,}? X{n,}+ 匹配 X 至少 n 次
X{n,m} X{n,m}? X{n,m}+ 匹配 X 至少 n 次,但不多于 m 次

  开始之前准备一段可以重复测试的代码:

import java.util.Scanner;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;

public class RegexDemo {
	public static void main(String[] args) {
		Scanner sc = new Scanner(System.in);
		while (true) {
			System.out.print("\nRegex:");
			Pattern pattern = Pattern.compile(sc.nextLine());
			System.out.print("String to search: ");
			Matcher matcher = pattern.matcher(sc.nextLine());
			boolean found = false;
			while (matcher.find()) {
				System.out.println("Found the text \"" + matcher.group()
						+ "\" starting at index " + matcher.start()
						+ " and ending at index " + matcher.end() + ".");
				found = true;
			}
			if (!found) {
				System.out.println("No match found.");
			}
		}
	}
}

 

  从贪婪量词开始,构建三个不同的正则表达式:字母a后面跟着?*+。接下来看一下,用这些表达式来测试输入的字符串是空字符串时会发生些什么:

Regex:a?
String to search: 
Found the text "" starting at index 0 and ending at index 0.

Regex:a*
String to search:
Found the text "" starting at index 0 and ending at index 0.

Regex:a+
String to search:
No match found.
  • 零长度匹配

  在上面的例子中,开始的两个匹配是成功的,这是因为表达式a?a*都允许字符出现零次。就目前而言,这个例子不像其他的,也许你注意到了开始和结束的索引都是 0。输入的空字符串没有长度,因此该测试简单地在索引 0 上匹配什么都没有,诸如此类的匹配称之为零长度匹配(zero-length-matches)。零长度匹配会出现在以下几种情况:输入空的字符串、在输入字符串的开始处、在输入字符串最后字符的后面,或者是输入字符串中任意两个字符之间。由于它们开始和结束的位置有着相同的索引,因此零长度匹配是容易被发现的。
  我们来看一下关于零长度匹配更多的例子。把输入的字符串改为单个字符“a”,你会注意到一些有意思的事情:

Regex:a?
String to search: a
Found the text "a" starting at index 0 and ending at index 1.
Found the text "" starting at index 1 and ending at index 1.

Regex:a*
String to search: a
Found the text "a" starting at index 0 and ending at index 1.
Found the text "" starting at index 1 and ending at index 1.

Regex:a+
String to search: a
Found the text "a" starting at index 0 and ending at index 1.

  所有的三个量词都是用来寻找字母“a”的,但是前面两个在索引 1 处找到了零长度匹配,也就是说,在输入字符串最后一个字符的后面。回想一下,匹配把字符“a”看作是位于索引 0 和索引 1 之间的单元格中,并且测试用具一直循环下去直到不再有匹配为止。依赖于所使用的量词不同,最后字符后面的索引“什么也没有”的存在可以或者不可以触发一个匹配。
  现在把输入的字符串改为一行 5 个“a”时,会得到下面的结果:

Regex:a?
String to search: aaaaa
Found the text "a" starting at index 0 and ending at index 1.
Found the text "a" starting at index 1 and ending at index 2.
Found the text "a" starting at index 2 and ending at index 3.
Found the text "a" starting at index 3 and ending at index 4.
Found the text "a" starting at index 4 and ending at index 5.
Found the text "" starting at index 5 and ending at index 5.

Regex:a*
String to search: aaaaa
Found the text "aaaaa" starting at index 0 and ending at index 5.
Found the text "" starting at index 5 and ending at index 5.

Regex:a+
String to search: aaaaa
Found the text "aaaaa" starting at index 0 and ending at index 5.

  在“a”出现零次或一次时,表达式a?寻找到所匹配的每一个字符。表达式a*找到了两个单独的匹配:第一次匹配到所有的字母“a”,然后是匹配到最后一个字符后面的索引5。最后,a+匹配了所有出现的字母“a”,忽略了在最后索引处“什么都没有”的存在。
  在这里,你也许会感到疑惑,开始的两个量词在遇到除了“a”的字母时会有什么结果。例如,在“”中遇到了字母“b”会发生什么呢?
  下面我们来看一下:

Regex:a?
String to search: ababaaaab
Found the text "a" starting at index 0 and ending at index 1.
Found the text "" starting at index 1 and ending at index 1.
Found the text "a" starting at index 2 and ending at index 3.
Found the text "" starting at index 3 and ending at index 3.
Found the text "a" starting at index 4 and ending at index 5.
Found the text "a" starting at index 5 and ending at index 6.
Found the text "a" starting at index 6 and ending at index 7.
Found the text "a" starting at index 7 and ending at index 8.
Found the text "" starting at index 8 and ending at index 8.
Found the text "" starting at index 9 and ending at index 9.

Regex:a*
String to search: ababaaaab
Found the text "a" starting at index 0 and ending at index 1.
Found the text "" starting at index 1 and ending at index 1.
Found the text "a" starting at index 2 and ending at index 3.
Found the text "" starting at index 3 and ending at index 3.
Found the text "aaaa" starting at index 4 and ending at index 8.
Found the text "" starting at index 8 and ending at index 8.
Found the text "" starting at index 9 and ending at index 9.

Regex:a+
String to search: ababaaaab
Found the text "a" starting at index 0 and ending at index 1.
Found the text "a" starting at index 2 and ending at index 3.
Found the text "aaaa" starting at index 4 and ending at index 8.

  即使字母“b”在单元格 1、3、8 中出现,但在这些位置上的输出报告了零长度匹配。正则表达式a?不是特意地去寻找字母“b”,它仅仅是去找字母“a”存在或者其中缺少的。如果量词允许匹配“a”零次,任何输入的字符不是“a”时将会作为零长度匹配。在前面的例子中,根据讨论的规则保证了 a 被匹配。
  对于要精确地匹配一个模式 n 次时,可以简单地在一对花括号内指定一个数值:

Regex:a{3}
String to search: aa
No match found.

Regex:a{3}
String to search: aaa
Found the text "aaa" starting at index 0 and ending at index 3.

Regex:a{3}
String to search: aaaa
Found the text "aaa" starting at index 0 and ending at index 3.

  这里,正则表确定式a{3}在一行中寻找连续出现三次的字母“a”。第一次测试失败的原由在于,输入的字符串没有足够的 a 用来匹配;第二次测试输出的字符串正好包括了三个“a”,触发了一次匹配;第三次测试也触发了一次匹配,这是由于在输出的字符串的开始部分正好有三个“a”。接下来的事情与第一次的匹配是不相关的,如果这个模式将在这一点后继续出现,那它将会触发接下来的匹配:

Regex:a{3}
String to search: aaaaaaaaa
Found the text "aaa" starting at index 0 and ending at index 3.
Found the text "aaa" starting at index 3 and ending at index 6.
Found the text "aaa" starting at index 6 and ending at index 9.

  对于需要一个模式出现至少 n 次时,可以在这个数字后面加上一个逗号(,):

Regex:a{3,}
String to search: aaaaaaaaa
Found the text "aaaaaaaaa" starting at index 0 and ending at index 9.

  输入一样的字符串,这次测试仅仅找到了一个匹配,这是由于一个中有九个“a”满足了“至少”三个“a”的要求。最后,对于指定出现次数的上限,可以在花括号添加第二个数字。

Regex:a{3,6}
String to search: aaaaaaaaa
Found the text "aaaaaa" starting at index 0 and ending at index 6.
Found the text "aaa" starting at index 6 and ending at index 9.

  这里,第一次匹配在 6 个字符的上限时被迫终止了。第二个匹配包含了剩余的三个a(这是匹配所允许最小的字符个数)。如果输入的字符串再少掉一个字母,这时将不会有第二个匹配,之后仅剩余两个 a。

  • 捕获组和字符类中的量词

  到目前为止,仅仅测试了输入的字符串包括一个字符的量词。实际上,量词仅仅可能附在一个字符后面一次,因此正则表达式abc+的意思就是“a
后面接着 b,再接着一次或者多次的c”,它的意思并不是指abc一次或者多次。然而,量词也可能附在字符类和捕获组的后面,比如,[abc]+表示一次或者多次的
a 或 b 或 c,(abc)+表示一次或者多次的“abc”组。
  我们来指定(dog)组在一行中三次进行说明。

Regex:(dog){3}
String to search: dogdogdogdogdogdog
Found the text "dogdogdog" starting at index 0 and ending at index 9.
Found the text "dogdogdog" starting at index 9 and ending at index 18.

  上面的第一个例子找到了三个匹配,这是由于量词用在了整个捕获组上。然而,把圆括号去掉,这时的量词{3}现在仅用在了字母“g”上,从而导致这个匹配失败。类似地,也能把量词应用于整个字符类:

Regex:[abc]{3}
String to search: abccabaaaccbbbc
Found the text "abc" starting at index 0 and ending at index 3.
Found the text "cab" starting at index 3 and ending at index 6.
Found the text "aaa" starting at index 6 and ending at index 9.
Found the text "ccb" starting at index 9 and ending at index 12.
Found the text "bbc" starting at index 12 and ending at index 15.
  • 贪婪、勉强和侵占量词间的不同

  在贪婪、勉强和侵占三个量词间有着细微的不同。
  贪婪量词之所以称之为“贪婪的”,这是由于它们强迫匹配器读入(或者称之为吃掉)整个输入的字符串,来优先尝试第一次匹配,如果第一次尝试匹配(对于整个输入的字符串)失败,匹配器会通过回退整个字符串的一个字符再一次进行尝试,不断地进行处理直到找到一个匹配,或者左边没有更多的字符来用于回退了。赖于在表达式中使用的量词,最终它将尝试地靠着1 或 0 个字符的匹配。
  但是,勉强量词采用相反的途径:从输入字符串的开始处开始,因此每次勉强地吞噬一个字符来寻找匹配,最终它们会尝试整个输入的字符串。
  最后,侵占量词始终是吞掉整个输入的字符串,尝试着一次(仅有一次)匹配。不像贪婪量词那样,侵占量词绝不会回退,即使这样做是允许全部的匹配成功。
  为了说明一下,看看输入的字符串是 xfooxxxxxxfoo 时。

Regex:.*foo
String to search: xfooxxxxxxfoo 
Found the text "xfooxxxxxxfoo" starting at index 0 and ending at index 13.

Regex:.*?foo
String to search: xfooxxxxxxfoo
Found the text "xfoo" starting at index 0 and ending at index 4.
Found the text "xxxxxxfoo" starting at index 4 and ending at index 13.

Regex:.*+foo
String to search: xfooxxxxxxfoo
No match found.

  第一个例子使用贪婪量词.*,寻找紧跟着字母“f”“o”“o”的“任何东西”零次或者多次。由于量词是贪婪的,表达式的.*部分第一次“吃掉”整个输入的字符串。在这一点,全部表达式不能成功地进行匹配,这是由于最后三个字母(“f”“o”“o”)已经被消耗掉了。那么匹配器会慢慢地每次回退一个字母,直到返还的“foo”在最右边出现,这时匹配成功并且搜索终止。
  然而,第二个例子采用勉强量词,因此通过首次消耗“什么也没有”作为开始。由于“foo”并没有出现在字符串的开始,它被强迫吞掉第一个字母(“x”),在0 和 4 处触发了第一个匹配。测试用具会继续处理,直到输入的字符串耗尽为止。在 4 和 13 找到了另外一个匹配。
  第三个例子的量词是侵占,所以在寻找匹配时失败了。在这种情况下,整个输入的字符串被.*+消耗了,什么都没有剩下来满足表达式末尾的“foo”。
  你可以在想抓取所有的东西,且决不回退的情况下使用侵占量词,在这种匹配不是立即被发现的情况下,它将会优于等价的贪婪量词。

 

JAVA正则表达式之贪婪、勉强和侵占

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原文地址:http://www.cnblogs.com/Hfly/p/4728364.html

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