Java中pattern和matcher用于正則表達式匹配，其中pattern負責編譯正則表達式，而matcher負責對字符串進行實際匹配操作。1. pattern通過compile()方法將正則表達式編譯為規則；2. matcher通過matcher()方法結合輸入字符串進行匹配；3. 使用matches()、find()等方法執行匹配；4. 通過group()獲取匹配結果。此外，應緩存pattern對象以提高性能，并可通過groupcount()和group(int)處理捕獲組，reset()方法可用于重置匹配狀態，從而提升代碼效率與靈活性。
Java中Pattern和Matcher用于正則表達式的匹配，Pattern負責編譯正則表達式，Matcher則利用編譯后的Pattern來對字符串進行匹配操作。簡單來說，Pattern是“規則”，Matcher是“執行者”。
正則表達式在Java中扮演著強大的文本處理角色，而Pattern和Matcher則是玩轉正則表達式的關鍵。
Pattern和Matcher的基本用法
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首先，你需要創建一個Pattern對象，通過Pattern.compile()方法將你的正則表達式編譯成一個Pattern實例。這個實例代表了一個編譯好的正則表達式。
String regex = "d+"; // 匹配一個或多個數字 Pattern pattern = Pattern.compile(regex);
接下來，你需要使用這個Pattern對象創建一個Matcher對象。Matcher對象負責對輸入的字符串進行匹配操作。你可以通過pattern.matcher(inputString)方法來創建Matcher對象。
String inputString = "This is a string with 123 numbers and 456 more."; Matcher matcher = pattern.matcher(inputString);
現在，你可以使用Matcher對象進行各種匹配操作了。常用的方法包括：
- matches(): 嘗試將整個輸入序列與該模式匹配。只有整個字符串完全匹配正則表達式時才返回true。
- find(): 嘗試查找與該模式匹配的輸入序列的下一個子序列。只要能在字符串中找到匹配的子串，就返回true。可以多次調用find()來查找所有匹配的子串。
- group(): 返回由先前匹配操作所匹配的輸入子序列。也就是說，返回的是實際匹配到的字符串。
while (matcher.find()) { System.out.println("Found match: " + matcher.group()); }
上述代碼會輸出：
Found match: 123 Found match: 456
如何理解正則表達式的匹配流程
正則表達式的匹配流程可以概括為以下幾個步驟：
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編譯階段： 正則表達式字符串被編譯成一個Pattern對象。這個過程會檢查正則表達式的語法是否正確，并將其轉換為一種更高效的內部表示形式，方便后續的匹配操作。
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匹配準備階段： 創建Matcher對象，并將待匹配的輸入字符串與Pattern對象關聯起來。Matcher對象會維護一些狀態信息，例如當前匹配的位置等。
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匹配執行階段： 調用Matcher對象的matches()、find()等方法開始執行匹配操作。匹配引擎會根據正則表達式的規則，在輸入字符串中查找匹配的子串。
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結果獲取階段： 如果匹配成功，可以通過group()方法獲取匹配到的子串。還可以使用start()和end()方法獲取匹配子串的起始和結束位置。
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重復匹配： 如果需要查找所有匹配的子串，可以循環調用find()方法，直到返回false為止。
Pattern.compile()的性能考量
Pattern.compile()方法在編譯正則表達式時可能會消耗一定的資源，尤其是在正則表達式比較復雜的情況下。因此，如果需要在循環中多次使用同一個正則表達式，建議將Pattern對象緩存起來，避免重復編譯。
private static final Pattern MY_PATTERN = Pattern.compile("d+"); // 靜態常量，只編譯一次 public void myMethod(String input) { Matcher matcher = MY_PATTERN.matcher(input); while (matcher.find()) { // ... } }
這樣可以顯著提高程序的性能。
Matcher中的groupCount()和group(int group)的意義
groupCount()方法返回正則表達式中捕獲組的數量。捕獲組是指用括號 () 括起來的子表達式。group(int group)方法用于獲取指定捕獲組匹配到的子串。group(0)總是返回整個匹配的字符串。
例如：
String regex = "(d{3})-(d{4})"; // 匹配XXX-XXXX格式的電話號碼 Pattern pattern = Pattern.compile(regex); String inputString = "My phone number is 123-4567"; Matcher matcher = pattern.matcher(inputString); if (matcher.find()) { System.out.println("Group 0: " + matcher.group(0)); // 整個匹配的字符串 System.out.println("Group 1: " + matcher.group(1)); // 第一個捕獲組 System.out.println("Group 2: " + matcher.group(2)); // 第二個捕獲組 System.out.println("Group Count: " + matcher.groupCount()); // 捕獲組的數量 }
輸出結果：
Group 0: 123-4567 Group 1: 123 Group 2: 4567 Group Count: 2
reset()方法的作用
reset()方法可以將Matcher對象重置到起始狀態。這意味著它會清除所有狀態信息，例如上次匹配的位置等。如果你需要使用同一個Matcher對象對不同的輸入字符串進行匹配，或者需要重新開始匹配同一個字符串，可以使用reset()方法。
Pattern pattern = Pattern.compile("d+"); Matcher matcher = pattern.matcher("123 456"); matcher.find(); System.out.println(matcher.group()); // 輸出 123 matcher.reset("789 012"); // 重置，并設置新的輸入字符串 matcher.find(); System.out.println(matcher.group()); // 輸出 789
在實際應用中，Pattern和Matcher的使用遠不止這些。掌握這些基礎知識，可以幫助你更好地理解和使用正則表達式，從而解決各種文本處理問題。記住，實踐是最好的老師！
