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[其它] 常见正则表达式剖析

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itjc8

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发表于 2017-6-24 18:04:46 | 显示全部楼层 |阅读模式
常用的正则表达式，具体包括：
  • 邮编
  • 电话号码，包括手机号码和固定电话号码
  • 日期和时间
  • 身份证
  • IP地址
  • URL
  • Email地址
  • 中文字符

    对于同一个目的，正则表达式往往有多种写法，大多没有唯一正确的写法，本节的写法主要是示例。此外，写一个正则表达式，匹配希望匹配的内容往往比较容易，但让它不匹配不希望匹配的内容，则往往比较困难，也就是说，保证精确性经常是很难的，不过，很多时候，我们也没有必要写完全精确的表达式，需要写到多精确与你需要处理的文本和需求有关，另外，正则表达式难以表达的，可以通过写程序进一步处理。这么描述可能比较抽象，下面，我们会具体讨论分析。

邮编
邮编比较简单，就是6位数字，首位不能是0，所以表达式可以为：
  1. [1-9][0-9]{5}
复制代码
这个表达式可以用于验证输入是否为邮编，比如：
  1. public static Pattern ZIP_CODE_PATTERN = Pattern.compile(
  2.         "[1-9][0-9]{5}");

  4. public static boolean isZipCode(String text) {
  5.     return ZIP_CODE_PATTERN.matcher(text).matches();
  6. }
复制代码
但如果用于查找，这个表达式是不够的，看个例子：
  1. public static void findZipCode(String text) {
  2.     Matcher matcher = ZIP_CODE_PATTERN.matcher(text);
  3.     while (matcher.find()) {
  4.         System.out.println(matcher.group());
  5.     }
  6. }

  8. public static void main(String[] args) {
  9.     findZipCode("邮编 100013，电话18612345678");
  10. }
复制代码
文本中只有一个邮编，但输出却为：
  1. 100013
  2. 186123
复制代码
这怎么办呢？可以使用环视边界匹配，对于左边界，它前面的字符不能是数字，环视表达式为：
  1. (?<![0-9])
复制代码
对于右边界，它右边的字符不能是数字，环视表达式为：
所以，完整的表达式可以为：
  1. (?<![0-9])[1-9][0-9]{5}(?![0-9])
复制代码
使用这个表达式，也就是说，将ZIP_CODE_PATTERN改为：
  1. public static Pattern ZIP_CODE_PATTERN = Pattern.compile(
  2.         "(?<![0-9])" // 左边不能有数字
  3.         + "[1-9][0-9]{5}"
  4.         + "(?![0-9])"); // 右边不能有数字
复制代码
就可以输出期望的结果了。


非0开头的6位数字就一定是邮编吗？答案当然是否定的，所以，这个表达式也不是精确的，如果需要更精确的验证，可以写程序进一步检查。

手机号码

中国的手机号码都是11位数字，所以，最简单的表达式就是：
  1. [0-9]{11}
复制代码
不过，目前手机号第1位都是1，第2位取值为3、4、5、7、8之一，所以，更精确的表达式是：
  1. 1[3|4|5|7|8|][0-9]{9}
复制代码
为方便表达手机号，手机号中间经常有连字符(即减号'-')，形如：
  1. 186-1234-5678
复制代码
为表达这种可选的连字符，表达式可以改为：
  1. 1[3|4|5|7|8|][0-9]-?[0-9]{4}-?[0-9]{4}
复制代码
在手机号前面，可能还有0、+86或0086，和手机号码之间可能还有一个空格，比如：
  1. 018612345678
  2. +86 18612345678
  3. 0086 18612345678
复制代码
为表达这种形式，可以在号码前加如下表达式：
  1. ((0|\+86|0086)\s?)?
复制代码
和邮编类似，如果为了抽取，也要在左右加环视边界匹配，左右不能是数字。所以，完整的表达式为：
  1. (?<![0-9])((0|\+86|0086)\s?)?1[3|4|5|7|8|][0-9]-?[0-9]{4}-?[0-9]{4}(?![0-9])
复制代码
用Java表示的代码为：
  1. public static Pattern MOBILE_PHONE_PATTERN = Pattern.compile(
  2.      "(?<![0-9])" // 左边不能有数字
  3.      + "((0|\\+86|0086)\\s?)?" // 0 +86 0086
  4.      + "1[3|4|5|7|8|][0-9]-?[0-9]{4}-?[0-9]{4}" // 186-1234-5678
  5.      + "(?![0-9])"); // 右边不能有数字
复制代码

固定电话

不考虑分机，中国的固定电话一般由两部分组成：区号和市内号码，区号是3到4位，市内号码是7到8位。区号以0开头，表达式可以为：
  1. 0[0-9]{2,3}
复制代码
市内号码表达式为：
  1. [0-9]{7,8}
复制代码
区号可能用括号包含，区号与市内号码之间可能有连字符，如以下形式：
  1. 010-62265678
  2. (010)62265678
复制代码
整个区号是可选的，所以整个表达式为：
  1. (\(?0[0-9]{2,3}\)?-?)?[0-9]{7,8}
复制代码
再加上左右边界环视，完整的Java表示为：
  1. public static Pattern FIXED_PHONE_PATTERN = Pattern.compile(
  2.      "(?<![0-9])" // 左边不能有数字
  3.      + "(\\(?0[0-9]{2,3}\\)?-?)?" // 区号
  4.      + "[0-9]{7,8}"// 市内号码
  5.      + "(?![0-9])"); // 右边不能有数字
复制代码

日期

日期的表示方式有很多种，我们只看一种，形如：
  1. 2017-06-21
  2. 2016-11-1
复制代码
年月日之间用连字符分隔，月和日可能只有一位。

最简单的正则表达式可以为：
  1. \d{4}-\d{1,2}-\d{1,2}
复制代码
年一般没有限制，但月只能取值1到12，日只能取值1到31，怎么表达这种限制呢？

对于月，有两种情况，1月到9月，表达式可以为：
  1. 0?[1-9]
复制代码
10月到12月，表达式可以为：
  1. 1[0-2]
复制代码
所以，月的表达式为：
  1. (0?[1-9]|1[0-2])
复制代码
对于日，有三种情况：
  • 1到9号，表达式为：0?[1-9]
  • 10号到29号，表达式为：[1-2][0-9]
  • 30号和31号，表达式为：3[01]
所以，整个表达式为：
  1. \d{4}-(0?[1-9]|1[0-2])-(0?[1-9]|[1-2][0-9]|3[01])
复制代码
加上左右边界环视，完整的Java表示为：
  1. public static Pattern DATE_PATTERN = Pattern.compile(
  2.      "(?<![0-9])" // 左边不能有数字
  3.      + "\\d{4}-" // 年
  4.      + "(0?[1-9]|1[0-2])-" // 月
  5.      + "(0?[1-9]|[1-2][0-9]|3[01])"// 日
  6.      + "(?![0-9])"); // 右边不能有数字
复制代码

时间

考虑24小时制，只考虑小时和分钟，小时和分钟都用固定两位表示，格式如下：
  1. 10:57
复制代码
基本表达式为：
  1. \d{2}:\d{2}
复制代码
小时取值范围为0到23，更精确的表达式为：
  1. ([0-1][0-9]|2[0-3])
复制代码
分钟取值范围为0到59，更精确的表达式为：
  1. [0-5][0-9]
复制代码
所以，整个表达式为：
  1. ([0-1][0-9]|2[0-3]):[0-5][0-9]
复制代码
加上左右边界环视，完整的Java表示为：
  1. public static Pattern TIME_PATTERN = Pattern.compile(
  2.      "(?<![0-9])" // 左边不能有数字
  3.      + "([0-1][0-9]|2[0-3])" // 小时
  4.      + ":" + "[0-5][0-9]"// 分钟
  5.      + "(?![0-9])"); // 右边不能有数字
复制代码

身份证

身份证有一代和二代之分，一代是15位数字，二代是18位，都不能以0开头，对于二代身份证，最后一位可能为x或X，其他是数字。

一代身份证表达式可以为：
  1. [1-9][0-9]{14}
复制代码
二代身份证可以为：
  1. [1-9][0-9]{16}[0-9xX]
复制代码
这两个表达式的前面部分是相同的，二代身份证多了如下内容：
  1. [0-9]{2}[0-9xX]
复制代码
所以，它们可以合并为一个表达式，即：
  1. [1-9][0-9]{14}([0-9]{2}[0-9xX])?
复制代码
加上左右边界环视，完整的Java表示为：
  1. public static Pattern ID_CARD_PATTERN = Pattern.compile(
  2.     "(?<![0-9])" // 左边不能有数字
  3.     + "[1-9][0-9]{14}" // 一代身份证
  4.     + "([0-9]{2}[0-9xX])?" // 二代身份证多出的部分
  5.     + "(?![0-9])"); // 右边不能有数字
复制代码
符合这个要求的就一定是身份证号码吗？当然不是，身份证还有一些更为具体的要求，本文就不探讨了。

IP地址

IP地址格式如下：
  1. 192.168.3.5
复制代码
点号分隔，4段数字，每个数字范围是0到255。最简单的表达式为：
  1. (\d{1,3}\.){3}\d{1-3}
复制代码
\d{1,3}太简单，没有满足0到255之间的约束，要满足这个约束，就要分多种情况考虑。

值是1位数，前面可能有0到2个0，表达式为：
  1. 0{0,2}[0-9]
复制代码
值是两位数，前面可能有一个0，表达式为：
  1. 0?[0-9]{2}
复制代码
值是三位数，又要分为多种情况。以1开头的，后两位没有限制，表达式为：
  1. 1[0-9]{2}
复制代码
以2开头的，如果第二位是0到4，则第三位没有限制，表达式为：
  1. 2[0-4][0-9]
复制代码
如果第二位是5，则第三位取值为0到5，表达式为：
  1. 25[0-5]
复制代码
所以，\d{1,3}更为精确的表示为：
  1. (0{0,2}[0-9]|0?[0-9]{2}|1[0-9]{2}|2[0-4][0-9]|25[0-5])
复制代码
所以，加上左右边界环视，IP地址的完整Java表示为：
  1. public static Pattern IP_PATTERN = Pattern.compile(
  2.      "(?<![0-9])" // 左边不能有数字
  3.      + "((0{0,2}[0-9]|0?[0-9]{2}|1[0-9]{2}|2[0-4][0-9]|25[0-5])\\.){3}"
  4.      + "(0{0,2}[0-9]|0?[0-9]{2}|1[0-9]{2}|2[0-4][0-9]|25[0-5])"
  5.      + "(?![0-9])"); // 右边不能有数字     
复制代码


URL


URL的格式比较复杂，其规范定义在https://tools.ietf.org/html/rfc1738，我们只考虑http协议，其通用格式是：
  1. http://<host>:<port>/<path>?<searchpart>
复制代码
开始是http://，接着是主机名，主机名之后是可选的端口，再之后是可选的路径，路径后是可选的查询字符串，以?开头。

一些例子：

  1. http://www.example.com
  2. http://www.example.com/ab/c/def.html
  3. http://www.example.com:8080/ab/c/def?q1=abc&q2=def
复制代码
主机名中的字符可以是字母、数字、减号和点号，所以表达式可以为：
  1. [-0-9a-zA-Z.]+
复制代码
端口部分可以写为：
  1. (:\d+)?
复制代码
路径由多个子路径组成，每个子路径以/开头，后跟零个或多个非/的字符，简单的说，表达式可以为：
  1. (/[^/]*)*
复制代码
更精确的说，把所有允许的字符列出来，表达式为：
  1. (/[-\w$.+!*'(),%;:@&=]<font color="#000000">*)*</font>
复制代码
对于查询字符串，简单的说，由非空字符串组成，表达式为：
  1. \?[\S]*
复制代码
更精确的，把所有允许的字符列出来，表达式为：
  1. \?[-\w$.+!*'(),%;:@&=]*
复制代码
路径和查询字符串是可选的，且查询字符串只有在至少存在一个路径的情况下才能出现，其模式为：
  1. (/<sub_path>(/<sub_path>)*(\?<search>)?)?
复制代码
所以，路径和查询部分的简单表达式为：
  1. (/[^/]*(/[^/]*)*(\?[\S]*)?)?
复制代码
精确表达式为：
  1. (/[-\w$.+!*'(),%;:@&=]*(/[-\w$.+!*'(),%;:@&=]*)*(\?[-\w$.+!*'(),%;:@&=]*)?)?
复制代码
HTTP的完整Java表达式为：
  1. public static Pattern HTTP_PATTERN = Pattern.compile(
  2.     "http://" + "[-0-9a-zA-Z.]+" // 主机名
  3.     + "(:\\d+)?" // 端口
  4.     + "(" // 可选的路径和查询 - 开始
  5.     + "/[-\\w$.+!*'(),%;:@&=]*" // 第一层路径
  6.     + "(/[-\\w$.+!*'(),%;:@&=]*)*" // 可选的其他层路径
  7.     + "(\\?[-\\w$.+!*'(),%;:@&=]*)?" // 可选的查询字符串
  8.     + ")?"); // 可选的路径和查询 - 结束
复制代码


Email地址

完整的Email规范比较复杂，定义在https://tools.ietf.org/html/rfc822，我们先看一些实际中常用的。

比如新浪邮箱，它的格式如：

  1. abc@sina.com
复制代码
对于用户名部分，它的要求是：4-16个字符，可使用英文小写、数字、下划线，但下划线不能在首尾。

怎么验证用户名呢？可以为：

  1. [a-z0-9][a-z0-9_]{2,14}[a-z0-9]
复制代码
新浪邮箱的完整Java表达式为：
  1. public static Pattern SINA_EMAIL_PATTERN = Pattern.compile(
  2.      "[a-z0-9]"
  3.      + "[a-z0-9_]{2,14}"
  4.      + "[a-z0-9]@sina\\.com");  
复制代码
我们再来看QQ邮箱，它对于用户名的要求为：
  • 3-18字符，可使用英文、数字、减号、点或下划线
  • 必须以英文字母开头，必须以英文字母或数字结尾
  • 点、减号、下划线不能连续出现两次或两次以上

如果只有第一条，可以为：

  1. [-0-9a-zA-Z._]{3,18}
复制代码
为满足第二条，可以改为：
  1. [a-zA-Z][-0-9a-zA-Z._]{1,16}[a-zA-Z0-9]
复制代码
怎么满足第三条呢？可以使用边界环视，左边加如下表达式：
  1. (?![-0-9a-zA-Z._]*(--|\.\.|__))
复制代码
完整表达式可以为：
  1. (?![-0-9a-zA-Z._]*(--|\.\.|__))[a-zA-Z][-0-9a-zA-Z._]{1,16}[a-zA-Z0-9]
复制代码
QQ邮箱的完整Java表达式为：
  1. public static Pattern QQ_EMAIL_PATTERN = Pattern.compile(
  2.     "(?![-0-9a-zA-Z._]*(--|\\.\\.|__))" // 点、减号、下划线不能连续出现两次或两次以上
  3.     + "[a-zA-Z]" // 必须以英文字母开头
  4.     + "[-0-9a-zA-Z._]{1,16}" // 3-18位 英文、数字、减号、点、下划线组成
  5.     + "[a-zA-Z0-9]@qq\\.com"); // 由英文字母、数字结尾      
复制代码
以上都是特定邮箱服务商的要求，一般的邮箱是什么规则呢？一般而言，以@作为分隔符，前面是用户名，后面是域名。

用户名的一般规则是：
  • 由英文字母、数字、下划线、减号、点号组成
  • 至少1位，不超过64位
  • 开头不能是减号、点号和下划线

比如：

  1. h_llo-abc.good@example.com
复制代码
这个表达式可以为：
  1. [0-9a-zA-Z][-._0-9a-zA-Z]{0,63}
复制代码
域名部分以点号分隔为多个部分，至少有两个部分。最后一部分是顶级域名，由2到3个英文字母组成，表达式可以为：
  1. [a-zA-Z]{2,3}
复制代码
对于域名的其他点号分隔的部分，每个部分一般由字母、数字、减号组成，但减号不能在开头，长度不能超过63个字符，表达式可以为：
  1. [0-9a-zA-Z][-0-9a-zA-Z]{0,62}
复制代码
所以，域名部分的表达式为：
  1. ([0-9a-zA-Z][-0-9a-zA-Z]{0,62}\.)+[a-zA-Z]{2,3}
复制代码
完整的Java表示为：
  1. public static Pattern GENERAL_EMAIL_PATTERN = Pattern.compile(
  2.     "[0-9a-zA-Z][-._0-9a-zA-Z]{0,63}" // 用户名
  3.     + "@"
  4.     + "([0-9a-zA-Z][-0-9a-zA-Z]{0,62}\\.)+" // 域名部分
  5.     + "[a-zA-Z]{2,3}"); // 顶级域名      
复制代码

中文字符

中文字符的Unicode编号一般位于\u4e00和\u9fff之间，所以匹配任意一个中文字符的表达式可以为：
  1. [\u4e00-\u9fff]
复制代码
Java表达式为：
  1. public static Pattern CHINESE_PATTERN = Pattern.compile(
  2.     "[\\u4e00-\\u9fff]");
复制代码


小结
本节详细讨论和分析了一些常见的正则表达式，在实际开发中，有些可以直接使用，有些需要根据具体文本和需求进行调整。
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java_boy

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发表于 2018-8-9 14:50:38 | 显示全部楼层
非常详细，学习了
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netxfire

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发表于 2019-2-2 14:02:07 | 显示全部楼层
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