案例引入

在我们去某些网站注册帐号，当你在设置密码的时候，网站会提示你密码的长度范围，以及对应的规则限制（如下图）。

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根据上图，我们将密码设置规则可以描述为两个条件：

  • 长度为6-16位；
  • 密码中必须包含数字，大写字母，小写字母，特殊字符（指定字符）；

基于此案例，我们就可以用正则表达式的方法进行验证：

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/**
 * 通过正则表达式校验用户密码是否满足设置规则
 * 
 * @param password 用户输入的密码
 * @return true-满足；false-不满足
 */
public static boolean checkPasswordByRegex(String password) {
    return Pattern.matches("^(?=.*[0-9])(?=.*[a-z])(?=.*[A-Z])(?=.*[~@#S%*_\\-+=:.?])[A-Za-z0-9~@#S%*_\\-+=:.?]{8,20}$", password);
}

我们可以通过上面的示例数据，调用该方法来进行验证：

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通过结果我们可以看到，我们只用了一两行代码就能对输入的密码进行验证，如果单纯使用代码的话可能要几十行代码进行判断。

正则表达式

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什么是正则表达式？通过上面的案例大家可能多少有点了解了。是的，他就是通过一行字符串，来描述一定的规则（如下图箭头所指红框处）。

1、结构组成

正则表达式通常由一些普通字符，以及一些元字符组成。

普通字符：就是本身作为一个字符时，它不具有其他含义，像我们常用的大小写字母和数字。

元字符：就是除了本身作为一个字符外，他还可以表达其他含义（下图是部分元字符节选）。

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其实，我们学习正则表达式，大部分就是基于元字符的学习。

2、用途场景

学习了正则表达式，我们可以有哪些用途场景呢？

1）做字符串的规则验证（比如前面的案例引入中，我们可以通过正则表达式来验证一个密码是否符合规则）。

2）做字符串的替换（比如将一个字符串中所有的大小写字母去掉，或者替换为指定符号）。

3）提取字符串中所需要的字符（比如一个字符串中所有的数字提取出来，组成一个新的字符串）。

3、Java中的正则校验

正则表达式主要用途就是校验字符串，那么在Java中，只需要通过下面这个方法即可进行校验。

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boolean result = Pattern.matches(regex, input);

其中：

  • regex 是我们需要写的正则表达式校验规则；
  • input 是我们待校验的字符串；

返回的 result 就是我们校验的结果，当为 true 的时候，表示校验通过，当为 false 的时候，则表示校验不通过。

4、正则元字符

普通字符

当我们的正则表达式为一串普通字符（不包含元字符）时，校验字符串只有和正则一致时，才会校验通过。

具体效果如下：

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说明：后面例子为节省篇幅，不显得累赘，就不再贴代码，只贴校验结果。

\d ：表示一个数字。

  • aaa\d： 表示验证的字符串后面必须以 aaa 开头，且以一个数字结尾。

  • aaa\dbbb：aaa和bbb中间有一个数字

  • aaa\d\d：aaa后面跟2个数字

注意：在Java定义的正则里，由于一个\表示的是字符串转义，因此在Java定义带有\的元字符时，还需要多写一个\，即\

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\D 表示一个非数字，它和上面 \d 的意思恰好相反。

  • \D\D\D： 则表示一个长度为3，不包含数字的字符串。

  • 111\D222：则表示111和222中间，必须包含一个非数字。

\w 表示一个字母（大小写均可）、数字，或下划线。

  • 12\w45：则表示12和45中间必须是一个字母，数字，或下划线。

\W 与 \w 相反，表示这个位置的字符既不是字母、数字，也不是下划线。

也就是：特殊符号（除下划线），或者空格等满足。

  • 12\w45：则表示12和45中间是一个非字母，非数字，或非下划线。

\s 表示匹配一个看不见的符号，即空格或制表符（Tab键）

  • 88\s99：则表示88和99中间须是一个空格或制表符。

由于我的编辑器设置了1个制表符替换为4个空格，所以这里就不列举制表符情况了

\S 与 \s 相反，表示一个可以看得见的符号。

  • 88\S99：则表示88和99中间须有一个看得见的符号。

. (小数点) 则表示“\n”和”\r”之外的任何单个字符。

  • …. ：则表示任意四个字符

| (竖线) 则表示或的关系，表示检测的字符串须满足其中一个时，才符合条件。

如：

  • aa|bb|cc：则表示输入的字符串须是aa，或bb，或cc其中的一个。

注意，如果我们或者关系的前后还有其它字符时，需要用（）将他们包裹起来。

  • xx(aa|bb|cc)yy：则表示输入的字符串须是xx开头，yy结尾，且中间是aa，或bb，或cc其中的一个。

[ ] 表示匹配其中任意一个字符。

  • a[bcd]e：则表示a和e的中间须是b，或c，或d其中的一个

注意：用 | 表示其中之一，他可以是字符，也可以是字符串。而只用中括号时，则只表示其中一个字符。

表示不与中括号里的任意字符匹配。

  • a[^bcd]e：则表示a和e的中间除b，c，d这三个字符外，其他的字符都满足。

[值1-值2] 则表示值1到值2中间的所有字符都满足（包括值1和值2）。常用该正则来表示大小写字母范围，数字范围。

  • a[b-d]e：等同于 a[bcd]e，因为 b-d 其实就是b,c,d三个数。

  • a[0-9]e：则表示a和e中间是一个数字，等同于 a\de（前面说过\d表示一个数字）

值1-值2 则表示除值1和值2之外的所有字符，都可以满足。

  • a[^1-3]e：则表示a和e中间的字符，只要不是1，2，3，则都满足。

\num 这里的num指number，也就是数字，当\后面跟数字，表示匹配第几个括号中的结果。

比如：现在有 abcd 字符串，当我们用小括号把 c 包裹起来后，然后在字符串后面写上 \1，即 ab(c)d\1，则这里的 \1 就指 c，因为 \1 表示第1个小括号中的结果。

  • ab(c)d\1：等同于 abcdc 。

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如果我们继续把 ab(c)d\1 中的 d 包括起来，并在后面写上 \2，即 ab(c)(d)\1\2， 那么这里的 \2 就表示 d 这个字符，因为第2个小括号的结果是 d，所以整个表达式就等同于 abcdcd 。

  • ab(c)(d)\1\2：等同于 abcdcd，也等同于 ab(cd)\1 。

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? 表示匹配前面的子表达式零次或一次。

  • abc?de: 表示可匹配的字符串为 abde (匹配0次c) 或 abcde (匹配1次c)。

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+ 匹配前面的子表达式一次或多次 (次数 >= 1，即至少1次）

  • abc+de：ab 和 de 之前至少有一个 c 。

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{n} 这里的 n 是一个非负整数。匹配确定的前面的子表达式 n 次。

  • abc{3}de：表示 ab 和 de 之间有3个c。

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  • ab(xx|yy){3}de：表示 ab 和 de 之间有 xx 或 yy 的个数， 一起合计为3个。

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{m,n} m和n均为非负整数，其中 n<=m。最少匹配 n 次且最多匹配 m 次。

  • abc{2,3}de：表示 ab 和 de 之间有 2 到 3 个 c。

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* 表示匹配前面的子表达式任意次。

如：

  • abc*de：表示 ab 和 de 之间有任意个数（包括0）c 。

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