Java中pattern和matcher用于正则表达式匹配，其中pattern负责编译正则表达式，而matcher负责对字符串进行实际匹配操作。1. pattern通过compile()方法将正则表达式编译为规则；2. matcher通过matcher()方法结合输入字符串进行匹配；3. 使用matches()、find()等方法执行匹配；4. 通过group()获取匹配结果。此外，应缓存pattern对象以提高性能，并可通过groupcount()和group(int)处理捕获组，reset()方法可用于重置匹配状态，从而提升代码效率与灵活性。
Java中Pattern和Matcher用于正则表达式的匹配，Pattern负责编译正则表达式，Matcher则利用编译后的Pattern来对字符串进行匹配操作。简单来说，Pattern是“规则”，Matcher是“执行者”。
正则表达式在Java中扮演着强大的文本处理角色，而Pattern和Matcher则是玩转正则表达式的关键。
Pattern和Matcher的基本用法
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首先，你需要创建一个Pattern对象，通过Pattern.compile()方法将你的正则表达式编译成一个Pattern实例。这个实例代表了一个编译好的正则表达式。
String regex = "d+"; // 匹配一个或多个数字 Pattern pattern = Pattern.compile(regex);
接下来，你需要使用这个Pattern对象创建一个Matcher对象。Matcher对象负责对输入的字符串进行匹配操作。你可以通过pattern.matcher(inputString)方法来创建Matcher对象。
String inputString = "This is a string with 123 numbers and 456 more."; Matcher matcher = pattern.matcher(inputString);
现在，你可以使用Matcher对象进行各种匹配操作了。常用的方法包括：
- matches(): 尝试将整个输入序列与该模式匹配。只有整个字符串完全匹配正则表达式时才返回true。
- find(): 尝试查找与该模式匹配的输入序列的下一个子序列。只要能在字符串中找到匹配的子串，就返回true。可以多次调用find()来查找所有匹配的子串。
- group(): 返回由先前匹配操作所匹配的输入子序列。也就是说，返回的是实际匹配到的字符串。
while (matcher.find()) { System.out.println("Found match: " + matcher.group()); }
上述代码会输出：
Found match: 123 Found match: 456
如何理解正则表达式的匹配流程
正则表达式的匹配流程可以概括为以下几个步骤：
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编译阶段： 正则表达式字符串被编译成一个Pattern对象。这个过程会检查正则表达式的语法是否正确，并将其转换为一种更高效的内部表示形式，方便后续的匹配操作。
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匹配准备阶段： 创建Matcher对象，并将待匹配的输入字符串与Pattern对象关联起来。Matcher对象会维护一些状态信息，例如当前匹配的位置等。
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匹配执行阶段： 调用Matcher对象的matches()、find()等方法开始执行匹配操作。匹配引擎会根据正则表达式的规则，在输入字符串中查找匹配的子串。
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结果获取阶段： 如果匹配成功，可以通过group()方法获取匹配到的子串。还可以使用start()和end()方法获取匹配子串的起始和结束位置。
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重复匹配： 如果需要查找所有匹配的子串，可以循环调用find()方法，直到返回false为止。
Pattern.compile()的性能考量
Pattern.compile()方法在编译正则表达式时可能会消耗一定的资源，尤其是在正则表达式比较复杂的情况下。因此，如果需要在循环中多次使用同一个正则表达式，建议将Pattern对象缓存起来，避免重复编译。
private static final Pattern MY_PATTERN = Pattern.compile("d+"); // 静态常量，只编译一次 public void myMethod(String input) { Matcher matcher = MY_PATTERN.matcher(input); while (matcher.find()) { // ... } }
这样可以显著提高程序的性能。
Matcher中的groupCount()和group(int group)的意义
groupCount()方法返回正则表达式中捕获组的数量。捕获组是指用括号 () 括起来的子表达式。group(int group)方法用于获取指定捕获组匹配到的子串。group(0)总是返回整个匹配的字符串。
例如：
String regex = "(d{3})-(d{4})"; // 匹配XXX-XXXX格式的电话号码 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)); // 整个匹配的字符串 System.out.println("Group 1: " + matcher.group(1)); // 第一个捕获组 System.out.println("Group 2: " + matcher.group(2)); // 第二个捕获组 System.out.println("Group Count: " + matcher.groupCount()); // 捕获组的数量 }
输出结果：
Group 0: 123-4567 Group 1: 123 Group 2: 4567 Group Count: 2
reset()方法的作用
reset()方法可以将Matcher对象重置到起始状态。这意味着它会清除所有状态信息，例如上次匹配的位置等。如果你需要使用同一个Matcher对象对不同的输入字符串进行匹配，或者需要重新开始匹配同一个字符串，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()); // 输出 123 matcher.reset("789 012"); // 重置，并设置新的输入字符串 matcher.find(); System.out.println(matcher.group()); // 输出 789
在实际应用中，Pattern和Matcher的使用远不止这些。掌握这些基础知识，可以帮助你更好地理解和使用正则表达式，从而解决各种文本处理问题。记住，实践是最好的老师！
