Scala 正则表达式

作者likuolei

在 Scala 编程语言中，正则表达式（Regular Expressions，简称 Regex） 是一种强大的工具，用于匹配、搜索、替换或验证字符串中的模式。Scala 提供了对正则表达式的内置支持，主要通过 scala.util.matching.Regex 类实现。本文将详细讲解 Scala 中正则表达式的使用，包括基本概念、语法、常用方法以及实际应用场景，适合初学者和有一定经验的开发者。

1. 什么是正则表达式？

正则表达式是一组定义字符串模式的规则，用于匹配字符串中的特定内容。例如，你可以用正则表达式来验证电子邮件地址、提取电话号码或替换文本中的特定单词。Scala 的正则表达式基于 Java 的 java.util.regex 包，因此其语法与 Java 和其他语言中的正则表达式类似。

在 Scala 中，正则表达式通常通过 scala.util.matching.Regex 类来创建和操作。

2. 创建正则表达式

在 Scala 中，有两种主要方式创建正则表达式：

  1. 使用 Regex 类：通过 scala.util.matching.Regex 构造器创建。
  2. 使用三引号字符串和 .r 方法：这是 Scala 中更简洁的方式。

2.1 使用 Regex 类

import scala.util.matching.Regex

val pattern = new Regex("\\d+")

这里 \\d+ 表示匹配一个或多个数字。

2.2 使用 .r 方法

Scala 提供了更简洁的方式，通过在字符串后调用 .r 方法将字符串转换为 Regex 对象：

val pattern = "\\d+".r

使用三引号 """ 可以避免手动转义反斜杠：

val pattern = """\d+""".r

注意事项

  • 反斜杠 \ 在字符串中需要双写（\\），因为 Scala 字符串需要转义。
  • 三引号字符串 """ 可以直接写正则表达式，避免繁琐的转义。

3. 常用正则表达式语法

以下是一些常见的正则表达式模式，适用于 Scala：

模式描述示例
\d匹配一个数字123
\D匹配一个非数字abc
\w匹配一个字母、数字或下划线a1_
\W匹配一个非字母、数字或下划线@#
\s匹配一个空白字符（空格、制表符等）
.匹配任意字符（除了换行符）a, 1, @
^匹配字符串开头^hello
$匹配字符串结尾world$
*匹配 0 次或多次a* (匹配 "", a, aa 等)
+匹配 1 次或多次a+ (匹配 a, aa 等)
?匹配 0 次或 1 次a? (匹配 "" 或 a)
{n}匹配恰好 n 次a{3} (匹配 aaa)
{n,m}匹配 n 到 m 次a{2,4} (匹配 aa, aaa, aaaa)
(pattern)捕获组，用于提取匹配的部分(\d+) (捕获数字)
|或运算，匹配多个模式cat|dog (匹配 cat 或 dog)

示例：匹配电子邮件

val emailPattern = """\w+@\w+\.\w+""".r
val text = "Contact us at alice@example.com or bob@company.org"
emailPattern.findAllIn(text).foreach(println)
// 输出：
// alice@example.com
// bob@company.org

4. 常用方法

Scala 的 Regex 类提供了多种方法来操作正则表达式。以下是常用的方法：

4.1 findFirstIn

查找字符串中第一个匹配的子字符串，返回 Option[String]。

val pattern = """\d+""".r
val text = "My number is 123 and 456"
val result = pattern.findFirstIn(text) // 返回 Some("123")
println(result.getOrElse("No match")) // 输出：123

4.2 findAllIn

查找字符串中所有匹配的子字符串，返回一个迭代器（Iterator[String]）。

val pattern = """\d+""".r
val text = "My number is 123 and 456"
pattern.findAllIn(text).foreach(println)
// 输出：
// 123
// 456

4.3 replaceAllIn

将字符串中所有匹配的部分替换为指定内容。

val pattern = """\d+""".r
val text = "My number is 123 and 456"
val result = pattern.replaceAllIn(text, "XXX")
println(result) // 输出：My number is XXX and XXX

4.4 findFirstMatchIn

返回第一个匹配的详细信息（Option[Match]），包括捕获组等。

val pattern = """(\w+)@(\w+)\.(\w+)""".r
val text = "Contact: alice@example.com"
val matchOption = pattern.findFirstMatchIn(text)
matchOption match {
  case Some(m) => println(s"User: ${m.group(1)}, Domain: ${m.group(2)}, Suffix: ${m.group(3)}")
  case None => println("No match")
}
// 输出：User: alice, Domain: example, Suffix: com

4.5 模式匹配中的正则表达式

正则表达式可以与 Scala 的模式匹配结合使用，通过捕获组提取数据。

val pattern = """(\w+)@(\w+)\.(\w+)""".r
val email = "alice@example.com"
email match {
  case pattern(user, domain, suffix) => println(s"User: $user, Domain: $domain, Suffix: $suffix")
  case _ => println("Invalid email")
}
// 输出：User: alice, Domain: example, Suffix: com

5. 使用捕获组

捕获组是正则表达式中用括号 () 包裹的部分，用于提取匹配的子字符串。捕获组从 1 开始编号，group(0) 表示整个匹配的字符串。

示例：解析日期

val datePattern = """(\d{4})-(\d{2})-(\d{2})""".r
val text = "Today is 2025-09-07"
text match {
  case datePattern(year, month, day) => println(s"Year: $year, Month: $month, Day: $day")
  case _ => println("Invalid date")
}
// 输出：Year: 2025, Month: 09, Day: 07

6. 常见使用场景

  1. 验证输入：检查字符串是否符合特定格式，如电子邮件、电话号码。
  2. 提取数据：从文本中提取特定信息，如 URL、日期等。
  3. 替换文本：将匹配的部分替换为新内容，如屏蔽敏感词。
  4. 分词：将字符串按特定模式分割。

示例：验证电话号码

val phonePattern = """\d{3}-\d{3}-\d{4}""".r
def isValidPhone(phone: String): Boolean = phonePattern.findFirstIn(phone).isDefined

println(isValidPhone("123-456-7890")) // 输出：true
println(isValidPhone("123-456-789"))  // 输出：false

示例：分割字符串

val text = "apple,banana,orange"
val pattern = """,""".r
val fruits = pattern.split(text)
fruits.foreach(println)
// 输出：
// apple
// banana
// orange

7. 注意事项

  1. 性能：正则表达式可能对性能敏感，尤其是复杂模式或长字符串。避免在高频循环中使用复杂正则。
  2. 转义字符：在 Scala 字符串中，反斜杠需要双写（\\）。使用三引号 """ 可以减少转义的麻烦。
  3. 异常处理：正则表达式可能抛出 PatternSyntaxException，确保在必要时捕获异常。
  4. 贪婪与非贪婪：默认情况下，正则表达式是贪婪匹配（尽量匹配更多字符）。使用 ? 可以改为非贪婪匹配。
   val pattern = """<.*?>""".r // 非贪婪匹配 HTML 标签
   val text = "<p>Hello</p><div>World</div>"
   pattern.findAllIn(text).foreach(println)
   // 输出：
   // <p>
   // </p>
   // <div>
   // </div>

8. 总结

Scala 的正则表达式通过 scala.util.matching.Regex 提供了强大的字符串处理能力，结合 .r 方法和模式匹配，语法简洁且功能丰富。无论是验证输入、提取数据还是替换文本，正则表达式在 Scala 中都非常实用。通过捕获组和模式匹配的结合，开发者可以轻松处理复杂的字符串操作。

如果你有具体的正则表达式问题或需要更详细的示例（例如处理特定格式的文本），请告诉我，我可以提供进一步的帮助！

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