Java 算法和正则表达式

布满荆棘的人生 2024-03-03 09:07 99阅读 0赞

### 一、Arrays类 ###

#### 1、Arrays基本使用 ####

Arrays是操作数组的工具类，它可以很方便的对数组中的元素进行遍历、拷贝、排序等操作。

![21dc71f877644eecb3858b0e9c692a2f.png][]

/**
     * 目标：掌握Arrays类的常用方法。
     */
    public class ArraysTest1 {
        public static void main(String[] args) {
            // 1、public static String toString(类型[] arr): 返回数组的内容
            int[] arr = {10, 20, 30, 40, 50, 60};
            System.out.println(Arrays.toString(arr));
    
            // 2、public static 类型[] copyOfRange(类型[] arr, 起始索引, 结束索引) ：拷贝数组（指定范围，包前不包后）
            int[] arr2 = Arrays.copyOfRange(arr, 1, 4);
            System.out.println(Arrays.toString(arr2));
    
            // 3、public static copyOf(类型[] arr, int newLength)：拷贝数组，可以指定新数组的长度。
            int[] arr3 = Arrays.copyOf(arr, 10);
            System.out.println(Arrays.toString(arr3));
    
            // 4、public static setAll(double[] array, IntToDoubleFunction generator)：把数组中的原数据改为新数据又存进去。
            double[] prices = {99.8, 128, 100};
            //                  0     1    2
            // 把所有的价格都打八折，然后又存进去。
            Arrays.setAll(prices, new IntToDoubleFunction() {
                @Override
                public double applyAsDouble(int value) {
                    // value = 0  1  2
                    return prices[value] * 0.8;
                }
            });
            System.out.println(Arrays.toString(prices));
    
            // 5、public static void sort(类型[] arr)：对数组进行排序(默认是升序排序)
            Arrays.sort(prices);
            System.out.println(Arrays.toString(prices));
        }
    }

#### 2、Arrays操作对象数组 ####

刚才我们使用Arrays操作数组时，数组中存储存储的元素是int类型、double类型，是可以直接排序的，而且默认是升序排列。

如果数组中存储的元素类型是自定义的对象，如何排序呢？接下来，我们就学习一下Arrays如何对对象数组进行排序。

首先我们要准备一个Student类，代码如下：

public class Student implements Comparable<Student>{
        private String name;
        private double height;
        private int age;
    	
        public Student(String name, double height, int age) {
            this.name = name;
            this.height = height;
            this.age = age;
        }
    
    	@Override
        public String toString() {
            return "Student{" +
                    "name='" + name + '\'' +
                    ", height=" + height +
                    ", age=" + age +
                    '}';
        }
    }

然后再写一个测试类，往数组中存储4个学生对象，代码如下。

此时，运行代码你会发现是会报错的。

![0389f80f9ed04aabb827aff77087d7ce.png][]

上面的代码为什么会报错呢？因为Arrays根本就不知道按照什么规则进行排序。为了让Arrays知道按照什么规则排序，我们有如下的两种办法。

*  **排序方式1：**让Student类实现Comparable接口，同时重写compareTo方法。Arrays的sort方法底层会根据compareTo方法的返回值是正数、负数、还是0来确定谁大、谁小、谁相等。代码如下：

public class Student implements Comparable<Student>{
        private String name;
        private double height;
        private int age;
        
        //...get、set、空参数构造方法、有参数构造方法...自己补全
    
        // 指定比较规则
        // this  o
        @Override
        public int compareTo(Student o) {
            // 约定1：认为左边对象 大于 右边对象 请您返回正整数
            // 约定2：认为左边对象 小于 右边对象 请您返回负整数
            // 约定3：认为左边对象 等于 右边对象 请您一定返回0
    		/* if(this.age > o.age){
                return 1;
            }else if(this.age < o.age){
                return -1;
            }
            return 0;*/
    
            //上面的if语句，也可以简化为下面的一行代码
            return this.age - o.age; // 按照年龄升序排列
            // return o.age - this.age; // 按照年龄降序排列
        }
        
        @Override
        public String toString() {
            return "Student{" +
                    "name='" + name + '\'' +
                    ", height=" + height +
                    ", age=" + age +
                    '}';
        }
    }

*  **排序方式2：**在调用Arrays.sort(数组，Comparator比较器)；时，除了传递数组之外，传递一个Comparator比较器对象。Arrays的sort方法底层会根据Comparator比较器对象的compare方法方法的返回值是正数、负数、还是0来确定谁大、谁小、谁相等。代码如下：

public class ArraysTest2 {
        public static void main(String[] args) {
            // 目标：掌握如何对数组中的对象进行排序。
            Student[] students = new Student[4];
            students[0] = new Student("蜘蛛精", 169.5, 23);
            students[1] = new Student("紫霞", 163.8, 26);
            students[2] = new Student("紫霞", 163.8, 26);
            students[3] = new Student("至尊宝", 167.5, 24);
    
    		// 2、public static <T> void sort(T[] arr, Comparator<? super T> c)
            // 参数一：需要排序的数组
            // 参数二：Comparator比较器对象（用来制定对象的比较规则）
            Arrays.sort(students, new Comparator<Student>() {
                @Override
                public int compare(Student o1, Student o2) {
                    // 制定比较规则了：左边对象 o1   右边对象 o2
                    // 约定1：认为左边对象 大于 右边对象 请您返回正整数
                    // 约定2：认为左边对象 小于 右边对象 请您返回负整数
                    // 约定3：认为左边对象 等于 右边对象 请您一定返回0
    //                if(o1.getHeight() > o2.getHeight()){
    //                    return 1;
    //                }else if(o1.getHeight() < o2.getHeight()){
    //                    return -1;
    //                }
    //                return 0; // 升序
                     return Double.compare(o1.getHeight(), o2.getHeight()); // 升序
                    // return Double.compare(o2.getHeight(), o1.getHeight()); // 降序
                }
            });
            System.out.println(Arrays.toString(students));
        }
    }

### 二、Lambda表达式 ###

接下来，我们学习一个JDK8新增的一种语法形式，叫做Lambda表达式。

**作用：用于简化匿名内部类代码的书写。**

#### 1、Lambda表达式基本使用 ####

> 格式：
> 
> (被重写方法的形参列表) -> \{  
> 被重写方法的方法体代码;  
> \}

需要说明一下的是，在使用Lambda表达式之前，必须先有一个接口，而且接口中只能有一个抽象方法。**（注意：不能是抽象类，只能是接口）**

像这样的接口，我们称之为函数式接口，只有基于函数式接口的匿名内部类才能被Lambda表达式简化。

public interface Swimming{
        void swim();
    }

有了以上的Swimming接口之后，接下来才能再演示，使用Lambda表达式，简化匿名内部类书写。

public class LambdaTest1 {
        public static void main(String[] args) {
            // 目标：认识Lambda表达式.
            //1.创建一个Swimming接口的匿名内部类对象
    		Swimming s = new Swimming(){
                 @Override
                 public void swim() {
                     System.out.println("学生快乐的游泳~~~~");
                 }
             };
             s.swim();
    		
            //2.使用Lambda表达式对Swimming接口的匿名内部类进行简化
            Swimming s1 = () -> {
                  System.out.println("学生快乐的游泳~~~~");
            };
            s1.swim();
        }
    }

我们现在已经知道Lamdba表达式可以简化基于函数式接口的匿名内部类的书写。接下来，我们可以把刚才使用Arrays方法时的代码，使用Lambda表达式简化一下了。

public class LambdaTest2 {
        public static void main(String[] args) {
            // 目标：使用Lambda简化函数式接口。
            double[] prices = {99.8, 128, 100};
    		//1.把所有元素*0.8: 先用匿名内部类写法
            Arrays.setAll(prices, new IntToDoubleFunction() {
                @Override
                public double applyAsDouble(int value) {
                    // value = 0  1  2
                    return prices[value] * 0.8;
                }
            });
    		//2.把所有元素*0.8: 改用Lamdba表达式写法
            Arrays.setAll(prices, (int value) -> {
                    return prices[value] * 0.8;
            });
    
            System.out.println(Arrays.toString(prices));
            System.out.println("-----------------------------------------------");
    		
            Student[] students = new Student[4];
            students[0] = new Student("蜘蛛精", 169.5, 23);
            students[1] = new Student("紫霞", 163.8, 26);
            students[2] = new Student("紫霞", 163.8, 26);
            students[3] = new Student("至尊宝", 167.5, 24);
    		//3.对数组中的元素按照年龄升序排列: 先用匿名内部类写法
            Arrays.sort(students, new Comparator<Student>() {
                @Override
                public int compare(Student o1, Student o2) {
                    return Double.compare(o1.getHeight(), o2.getHeight()); // 升序
                }
            });
    		//4.对数组中的元素按照年龄升序排列: 改用Lambda写法
            Arrays.sort(students, (Student o1, Student o2) -> {
                    return Double.compare(o1.getHeight(), o2.getHeight()); // 升序
            });
            System.out.println(Arrays.toString(students));
        }
    }

#### 2、Lambda表达式省略规则 ####

Java觉得代码还不够简单，于是还提供了Lamdba表达式的几种简化写法。具体的简化规则如下 ：

> 1.Lambda的标准格式  
> (参数类型1 参数名1, 参数类型2 参数名2)->\{  
> ...方法体的代码...  
> return 返回值;  
> \}
> 
> 2.在标准格式的基础上()中的参数类型可以直接省略  
> (参数名1, 参数名2)->\{  
> ...方法体的代码...  
> return 返回值;  
> \}  
>   
> 3.如果\{\}总的语句只有一条语句，则\{\}可以省略、return关键字、以及最后的“;”都可以省略  
> (参数名1, 参数名2)-> 结果  
>   
> 4.如果()里面只有一个参数，则()可以省略  
> (参数名)->结果

接下来从匿名内部类开始、到Lambda标准格式、再到Lambda简化格式，一步一步来简化一下。

public class LambdaTest2 {
        public static void main(String[] args) {
            // 目标：使用Lambda简化函数式接口。
            double[] prices = {99.8, 128, 100};
    		//1.对数组中的每一个元素*0.8: 匿名内部类写法
            Arrays.setAll(prices, new IntToDoubleFunction() {
                @Override
                public double applyAsDouble(int value) {
                    // value = 0  1  2
                    return prices[value] * 0.8;
                }
            });
    		//2.需求：对数组中的每一个元素*0.8,使用Lambda表达式标准写法
            Arrays.setAll(prices, (int value) -> {
                    return prices[value] * 0.8;
            });
    		//3.使用Lambda表达式简化格式1——省略参数类型
            Arrays.setAll(prices, (value) -> {
                return prices[value] * 0.8;
            });
    		//4.使用Lambda表达式简化格式2——省略()
            Arrays.setAll(prices, value -> {
                return prices[value] * 0.8;
            });
            //5.使用Lambda表达式简化格式3——省略{}
            Arrays.setAll(prices, value -> prices[value] * 0.8 );
    
            System.out.println(Arrays.toString(prices));
            
            System.out.println("------------------------------------
    
            Student[] students = new Student[4];
            students[0] = new Student("蜘蛛精", 169.5, 23);
            students[1] = new Student("紫霞", 163.8, 26);
            students[2] = new Student("紫霞", 163.8, 26);
            students[3] = new Student("至尊宝", 167.5, 24);
    		
            //1.使用匿名内部类
            Arrays.sort(students, new Comparator<Student>() {
                @Override
                public int compare(Student o1, Student o2) {
                    return Double.compare(o1.getHeight(), o2.getHeight()); // 升序
                }
            });
    		//2.使用Lambda表达式表达式——标准格式
            Arrays.sort(students, (Student o1, Student o2) -> {
                    return Double.compare(o1.getHeight(), o2.getHeight()); // 升序
            });
    		//3.使用Lambda表达式表达式——省略参数类型
            Arrays.sort(students, ( o1,  o2) -> {
                return Double.compare(o1.getHeight(), o2.getHeight()); // 升序
            });
    		//4.使用Lambda表达式表达式——省略{}
            Arrays.sort(students, ( o1,  o2) -> Double.compare(o1.getHeight(), o2.getHeight()));
    
    
            System.out.println(Arrays.toString(students));
        }
    }

### 三、JDK8新特性（方法引用） ###

接下来我们学习JDK8的另一个新特性，叫做方法引用。我们知道Lambda是用来简化匿名代码的书写格式的，而方法引用是用来进一步简化Lambda表达式的，它简化的更加过分。

#### 1、静态方法引用 ####

我们先学习静态方法的引用，还是用之前Arrays代码来做演示。

public class Test1 {
        public static void main(String[] args) {
            Student[] students = new Student[4];
            students[0] = new Student("蜘蛛精", 169.5, 23);
            students[1] = new Student("紫霞", 163.8, 26);
            students[2] = new Student("紫霞", 163.8, 26);
            students[3] = new Student("至尊宝", 167.5, 24);
    
            // 原始写法：对数组中的学生对象，按照年龄升序排序
            Arrays.sort(students, new Comparator<Student>() {
                @Override
                public int compare(Student o1, Student o2) {
                    return o1.getAge() - o2.getAge(); // 按照年龄升序排序
                }
            });
    
            // 使用Lambda简化后的形式
            Arrays.sort(students, (o1, o2) -> o1.getAge() - o2.getAge());
        }
    }

现在，我想要把下图中Lambda表达式的方法体，用一个静态方法代替。

![d67a011249294d35b2648c881fe08330.png][]

准备另外一个类CompareByData类，用于封装Lambda表达式的方法体代码；

public class CompareByData {
        public static int compareByAge(Student o1, Student o2){
            return o1.getAge() - o2.getAge(); // 升序排序的规则
        }
    }

现在我们就可以把Lambda表达式的方法体代码，改为下面的样子。

> Arrays.sort(students, (o1, o2) -> CompareByData.compareByAge(o1, o2));

Java为了简化上面Lambda表达式的写法，利用方法引用可以改进为下面的样子。**实际上就是用类名调用方法，但是把参数给省略了。**这就是静态方法引用。

> // 静态方法引用：类名::方法名  
> Arrays.sort(students, CompareByData::compareByAge);

#### 2、实例方法引用 ####

还是基于上面的案例，我们现在来学习一下实例方法的引用。现在，我想要把下图中Lambda表达式的方法体，用一个实例方法代替。

![d822bc9a96af46ea9f9e8fbb611a4aac.png][]

在CompareByData类中，再添加一个实例方法，用于封装Lambda表达式的方法体。

![3b36733b9a6542cebd731e60618f33ef.png][]

接下来，我们把Lambda表达式的方法体，改用对象调用方法。

> CompareByData compare = new CompareByData();  
> Arrays.sort(students, (o1, o2) -> compare.compareByAgeDesc(o1, o2)); // 降序

最后，再将Lambda表达式的方法体，直接改成方法引用写法。**实际上就是用类名调用方法，但是省略的参数**。这就是实例方法引用。

> CompareByData compare = new CompareByData();  
> Arrays.sort(students, compare::compareByAgeDesc); // 降序

#### 3、特定类型的方法引用 ####

接下来，我们学习特定类型的方法引用。在学习之前还是需要给大家说明一下，这种特定类型的方法引用是没有什么道理的，只是语法的一种约定，遇到这种场景，就可以这样用。

> Java约定：  
> 如果某个Lambda表达式里只是调用一个实例方法，并且前面参数列表中的第一个参数作为方法的主调， 后面的所有参数都是作为该实例方法的入参时，则就可以使用特定类型的方法引用。  
> 格式：  
> 类型::方法名

public class Test2 {
        public static void main(String[] args) {
            String[] names = {"boby", "angela", "Andy" ,"dlei", "caocao", "Babo", "jack", "Cici"};
            
            // 要求忽略首字符大小写进行排序。
            Arrays.sort(names, new Comparator<String>() {
                @Override
                public int compare(String o1, String o2) {
                    // 制定比较规则。o1 = "Andy"  o2 = "angela"
                    return o1.compareToIgnoreCase(o2);
                }
            });
    		
            //lambda表达式写法
            Arrays.sort(names, ( o1,  o2) -> o1.compareToIgnoreCase(o2) );
            //特定类型的方法引用！
            Arrays.sort(names, String::compareToIgnoreCase);
    
            System.out.println(Arrays.toString(names));
        }
    }

#### 4、构造器引用 ####

最后，我们学习一种方法引用的形式，叫做构造器引用。还是先说明一下，构造器引用在实际开发中应用的并不多，目前还没有找到构造器的应用场景。所以大家在学习的时候，也只是关注语法就可以了。

现在，我们准备一个JavaBean类，Car类。

public class Car {
        private String name;
        private double price;
    
        public Car() {
    
        }
    
        public Car(String name, double price) {
            this.name = name;
            this.price = price;
        }
    
        public String getName() {
            return name;
        }
    
        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }
    
        public double getPrice() {
            return price;
        }
    
        public void setPrice(double price) {
            this.price = price;
        }
    
        @Override
        public String toString() {
            return "Car{" +
                    "name='" + name + '\'' +
                    ", price=" + price +
                    '}';
        }
    }

因为方法引用是基于Lamdba表达式简化的，所以也要按照Lamdba表达式的使用前提来用，需要一个函数式接口，接口中代码的返回值类型是Car类型。

interface CreateCar{
        Car create(String name, double price);
    }

最后，再准备一个测试类，在测试类中创建CreateCar接口的实现类对象，先用匿名内部类创建、再用Lambda表达式创建，最后改用方法引用创建。大家只需要关注格式就可以了，不要去想为什么（语法就是这么设计的）。

public class Test3 {
        public static void main(String[] args) {
            // 1、创建这个接口的匿名内部类对象。
            CreateCar cc1 = new CreateCar(){
                @Override
                public Car create(String name, double price) {
                    return new Car(name, price);
                }
            };
    		//2、使用匿名内部类改进
            CreateCar cc2 = (name,  price) -> new Car(name, price);
    
            //3、使用方法引用改进：构造器引用
            CreateCar cc3 = Car::new;
            
            //注意：以上是创建CreateCar接口实现类对象的几种形式而已，语法一步一步简化。
            
            //4、对象调用方法
            Car car = cc3.create("奔驰", 49.9);
            System.out.println(car);
        }
    }

### 四、常见算法 ###

#### 1、认识算法 ####

**什么是算法？**

算法其实是解决某个实际问题的过程和方法。比如百度地图给你规划路径，计算最优路径的过程就需要用到算法。再比如你在抖音上刷视频时，它会根据你的喜好给你推荐你喜欢看的视频，这里也需要用到算法。

**为什么要学习算法？**

学习算法的主要目的是训练我们的编程思维。

#### 2、冒泡算法 ####

排序算法有很多种，我们这里只学习比较简单的两种，一种是冒泡排序，一种是选择排序。学习算法我们先要搞清楚算法的流程，然后再去“推敲“如何写代码。（**注意，我这里用的次是推敲，也就是说算法这样的代码并不是一次成型的，是需要反复修改才能写好的**）。

![d7d389d8b5914a05b0935d796a50d836.png][]

先来介绍一下，冒泡排序的流程：

> 冒泡排序核心思路：每次将相邻的两个元素继续比较  
> 如下图所示：  
> 第一轮比较 3次  
> 第二轮比较 2次  
> 第三轮比较 1次

![d2e5db7152914340b3e857327b0ac401.png][]

public class Test1 {
        public static void main(String[] args) {
            // 1、准备一个数组
            int[] arr = {5, 2, 3, 1};
    
            // 2、定义一个循环控制排几轮
            for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
                // i = 0  1  2           【5， 2， 3， 1】    次数
                // i = 0 第一轮            0   1   2         3
                // i = 1 第二轮            0   1             2
                // i = 2 第三轮            0                 1
    
                // 3、定义一个循环控制每轮比较几次。
                for (int j = 0; j < arr.length - i - 1; j++) {
                    // 判断当前位置的元素值，是否大于后一个位置处的元素值，如果大则交换。
                    if(arr[j] > arr[j+1]){
                        int temp = arr[j + 1];
                        arr[j + 1] = arr[j];
                        arr[j] = temp;
                    }
                }
            }
            System.out.println(Arrays.toString(arr));
        }
    }

#### 3、选择排序 ####

刚才我们学习了冒泡排序，接下来我们学习了另一种排序方法，叫做选择排序。按照我们刚才给大家介绍的算法的学习方式。先要搞清楚算法的流程，再去推敲代码怎么写。

所以我们先分析选择排序算法的流程：选择排序的核心思路是，每一轮选定一个固定的元素，和其他的每一个元素进行比较；经过几轮比较之后，每一个元素都能比较到了。

![65f81bde293942079587c5093d9df1f9.png][]

public class Test2 {
        public static void main(String[] args) {
            // 1、准备好一个数组
            int[] arr = {5, 1, 3, 2};
            //           0  1  2  3
    
            // 2、控制选择几轮
            for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
                // i = 0 第一轮    j = 1 2 3
                // i = 1 第二轮    j = 2 3
                // i = 2 第三轮    j = 3
                // 3、控制每轮选择几次。
                for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) {
                    // 判断当前位置是否大于后面位置处的元素值，若大于则交换。
                    if(arr[i] > arr[j]){
                        int temp = arr[i];
                        arr[i] = arr[j];
                        arr[j] = temp;
                    }
                }
            }
            System.out.println(Arrays.toString(arr));
        }
    }

#### 4、查找算法 ####

接下来，我们学习一个查找算法叫做二分查找。在学习二分查找之前，我们先来说一下基本查找，从基本查找的弊端，我们再引入二分查找。

**先聊一聊基本查找：**假设我们要查找的元素是81，如果是基本查找的话，只能从0索引开始一个一个往后找，但是如果元素比较多，你要查找的元素比较靠后的话，这样查找的此处就比较多。性能比较差。

![18542d60a3b344cf8d4b73f8de0e9b3e.png][]

**再讲二分查找**：二分查找的主要特点是，每次查找能排除一般元素，这样效率明显提高。**但是二分查找要求比较苛刻，它要求元素必须是有序的，否则不能进行二分查找。**

*  二分查找的核心思路

> 第1步：先定义两个变量，分别记录开始索引(left)和结束索引(right)  
> 第2步：计算中间位置的索引，mid = (left+right)/2;  
> 第3步：每次查找中间mid位置的元素，和目标元素key进行比较  
> 如果中间位置元素比目标元素小，那就说明mid前面的元素都比目标元素小  
> 此时：left = mid+1  
> 如果中间位置元素比目标元素大，那说明mid后面的元素都比目标元素大  
> 此时：right = mid-1  
> 如果中间位置元素和目标元素相等，那说明mid就是我们要找的位置  
> 此时：把mid返回  
> 注意：一搬查找一次肯定是不够的，所以需要把第1步和第2步循环来做，只到left>end就结束，如果最后还没有找到目标元素，就返回-1.

![4a5660c8111049689ce183720f472439.png][]

/**
     * 目标：掌握二分查找算法。
     */
    public class Test3 {
        public static void main(String[] args) {
            // 1、准备好一个数组。
            int[] arr = {7, 23, 79, 81, 103, 127, 131, 147};
    
            System.out.println(binarySearch(arr, 150));
    
            System.out.println(Arrays.binarySearch(arr, 81));
        }
    
        public static int binarySearch(int[] arr, int data){
            // 1、定义两个变量，一个站在左边位置，一个站在右边位置
            int left = 0;
            int right = arr.length - 1;
    
            // 2、定义一个循环控制折半。
            while (left <= right){
                // 3、每次折半，都算出中间位置处的索引
                int middle = (left + right) / 2;
                // 4、判断当前要找的元素值，与中间位置处的元素值的大小情况。
                if(data < arr[middle]){
                    // 往左边找，截止位置（右边位置） = 中间位置 - 1
                    right = middle - 1;
                }else if(data > arr[middle]){
                    // 往右边找，起始位置（左边位置） = 中间位置 + 1
                    left = middle + 1;
                }else {
                    // 中间位置处的元素值，正好等于我们要找的元素值
                    return middle;
                }
            }
            return -1; // -1特殊结果，就代表没有找到数据！数组中不存在该数据！
        }
    }

### 五、正则表达式 ###

正则表达式其实是由一些特殊的符号组成的，它代表的是某种规则。

> 正则表达式的作用1：用来校验字符串数据是否合法。
> 
> 正则表达式的作用2：可以从一段文本中查找满足要求的内容。

![b190e1ee59594a348e8f28762c37c78a.png][]

#### 1、正则表达式初体验 ####

现在，我们就以QQ号码为例，来体验一下正则表达式的用法。注意：现在仅仅只是体验而已，我们还没有讲正则表达式的具体写法。

*  不使用正则表达式，校验QQ号码代码是这样的。

public static boolean checkQQ(String qq){
            // 1、判断qq号码是否为null
            if(qq == null || qq.startsWith("0") || qq.length() < 6 || qq.length() > 20){
                return false;
            }
    
            // 2、qq至少是不是null,不是以0开头的，满足6-20之间的长度。
            // 判断qq号码中是否都是数字。
            // qq = 2514ghd234
            for (int i = 0; i < qq.length(); i++) {
                // 根据索引提取当前位置处的字符。
                char ch = qq.charAt(i);
                // 判断ch记住的字符，如果不是数字，qq号码不合法。
                if(ch < '0' || ch > '9'){
                    return false;
                }
            }
            // 3、说明qq号码肯定是合法
            return true;
        }

*  用正则表达式代码是这样的。

public static boolean checkQQ1(String qq){
        return qq != null && qq.matches("[1-9]\\d{5,19}");
    }

我们发现，使用正则表达式，大大简化的了代码的写法。这个代码现在不用写，体验到正则表达式的优势就可以了。

#### 2、正则表达式书写规则 ####

前面我们已经体验到了正则表达式，可以简化校验数据的代码书写。这里需要用到一个方法叫matches(String regex)。这个方法时属于String类的方法。

![22b3e1fd21bf42af9f7a901a70df39a8.png][]

这个方法是用来匹配一个字符串是否匹配正则表达式的规则，参数需要调用者传递一个正则表达式。但是正则表达式不能乱写，是有特定的规则的。

下面我们就学习一下，正则表达式的规则。从哪里学呢？在API中有一个类叫做Pattern，我们可以到API文档中搜索，关于正则表达式的规则，这个类都告诉我们了。我这里把常用的已经给大家整理好了。

![cf566768553e48f48216443aacd4c373.png][]

我们将这些规则，在代码中演示一下：

/**
     * 目标：掌握正则表达式的书写规则
     */
    public class RegexTest2 {
        public static void main(String[] args) {
            // 1、字符类(只能匹配单个字符)
            System.out.println("a".matches("[abc]"));    // [abc]只能匹配a、b、c
            System.out.println("e".matches("[abcd]")); // false
    
            System.out.println("d".matches("[^abc]"));   // [^abc] 不能是abc
            System.out.println("a".matches("[^abc]"));  // false
    
            System.out.println("b".matches("[a-zA-Z]")); // [a-zA-Z] 只能是a-z A-Z的字符
            System.out.println("2".matches("[a-zA-Z]")); // false
    
            System.out.println("k".matches("[a-z&&[^bc]]")); // ： a到z，除了b和c
            System.out.println("b".matches("[a-z&&[^bc]]")); // false
    
            System.out.println("ab".matches("[a-zA-Z0-9]")); // false 注意：以上带 [内容] 的规则都只能用于匹配单个字符
    
            // 2、预定义字符(只能匹配单个字符)  .  \d  \D   \s  \S  \w  \W
            System.out.println("徐".matches(".")); // .可以匹配任意字符
            System.out.println("徐徐".matches(".")); // false
    
            // \转义
            System.out.println("\"");
            // \n \t
            System.out.println("3".matches("\\d"));  // \d: 0-9
            System.out.println("a".matches("\\d"));  //false
    
            System.out.println(" ".matches("\\s"));   // \s: 代表一个空白字符
            System.out.println("a".matches("\s")); // false
    
            System.out.println("a".matches("\\S"));  // \S: 代表一个非空白字符
            System.out.println(" ".matches("\\S")); // false
    
            System.out.println("a".matches("\\w"));  // \w: [a-zA-Z_0-9]
            System.out.println("_".matches("\\w")); // true
            System.out.println("徐".matches("\\w")); // false
    
            System.out.println("徐".matches("\\W"));  // [^\w]不能是a-zA-Z_0-9
            System.out.println("a".matches("\\W"));  // false
    
            System.out.println("23232".matches("\\d")); // false 注意：以上预定义字符都只能匹配单个字符。
    
            // 3、数量词： ?   *   +   {n}   {n, }  {n, m}
            System.out.println("a".matches("\\w?"));   // ? 代表0次或1次
            System.out.println("".matches("\\w?"));    // true
            System.out.println("abc".matches("\\w?")); // false
    
            System.out.println("abc12".matches("\\w*"));   // * 代表0次或多次
            System.out.println("".matches("\\w*"));        // true
            System.out.println("abc12张".matches("\\w*")); // false
    
            System.out.println("abc12".matches("\\w+"));   // + 代表1次或多次
            System.out.println("".matches("\\w+"));       // false
            System.out.println("abc12张".matches("\\w+")); // false
    
            System.out.println("a3c".matches("\\w{3}"));   // {3} 代表要正好是n次
            System.out.println("abcd".matches("\\w{3}"));  // false
            System.out.println("abcd".matches("\\w{3,}"));     // {3,} 代表是>=3次
            System.out.println("ab".matches("\\w{3,}"));     // false
            System.out.println("abcde徐".matches("\\w{3,}"));     // false
            System.out.println("abc232d".matches("\\w{3,9}"));     // {3, 9} 代表是  大于等于3次，小于等于9次
    
            // 4、其他几个常用的符号：(?i)忽略大小写 、 或：| 、  分组：()
            System.out.println("abc".matches("(?i)abc")); // true
            System.out.println("ABC".matches("(?i)abc")); // true
            System.out.println("aBc".matches("a((?i)b)c")); // true
            System.out.println("ABc".matches("a((?i)b)c")); // false
    
            // 需求1：要求要么是3个小写字母，要么是3个数字。
            System.out.println("abc".matches("[a-z]{3}|\\d{3}")); // true
            System.out.println("ABC".matches("[a-z]{3}|\\d{3}")); // false
            System.out.println("123".matches("[a-z]{3}|\\d{3}")); // true
            System.out.println("A12".matches("[a-z]{3}|\\d{3}")); // false
    
            // 需求2：必须是”我爱“开头，中间可以是至少一个”编程“，最后至少是1个”666“
            System.out.println("我爱编程编程666666".matches("我爱(编程)+(666)+"));
            System.out.println("我爱编程编程66666".matches("我爱(编程)+(666)+"));
        }
    }

#### 3、正则表达式应用案例 ####

**案例1：正则表达式校验手机号码**

/**
     * 目标：校验用户输入的电话、邮箱、时间是否合法。
     */
    public class RegexTest3 {
        public static void main(String[] args) {
            checkPhone();
        }
    
        public static void checkPhone(){
            while (true) {
                System.out.println("请您输入您的电话号码(手机|座机): ");
                Scanner sc = new Scanner(System.in);
                String phone = sc.nextLine();
                // 18676769999  010-3424242424 0104644535
                if(phone.matches("(1[3-9]\\d{9})|(0\\d{2,7}-?[1-9]\\d{4,19})")){
                    System.out.println("您输入的号码格式正确~~~");
                    break;
                }else {
                    System.out.println("您输入的号码格式不正确~~~");
                }
            }
        }
    }

**案例2：使用正则表达式校验邮箱是否正确**

public class RegexTest3 {
        public static void main(String[] args) {
            checkEmail();
        }
    
        public static void checkEmail(){
            while (true) {
                System.out.println("请您输入您的邮箱： ");
                Scanner sc = new Scanner(System.in);
                String email = sc.nextLine();
                /**
                 * dlei0009@163.com
                 * 25143242@qq.com
                 * itheima@itcast.com.cn
                 */
                if(email.matches("\\w{2,}@\\w{2,20}(\\.\\w{2,10}){1,2}")){
                    System.out.println("您输入的邮箱格式正确~~~");
                    break;
                }else {
                    System.out.println("您输入的邮箱格式不正确~~~");
                }
            }
        }
    }

#### 4、正则表达式信息爬取 ####

前面我们学些了正则表达式的作用之一：用来校验数据格式的正确性。接下来我们学习**正则表达式的第二个作用：在一段文本中查找满足要求的内容**。

![710f91c70de64c3ea7bc51f9f1666a08.png][]

/**
     * 目标：掌握使用正则表达式查找内容。
     */
    public class RegexTest4 {
        public static void main(String[] args) {
            method1();
        }
    
        // 需求1：从以下内容中爬取出，手机，邮箱，座机、400电话等信息。
        public static void method1(){
            String data = " 来黑马程序员学习Java，\n" +
                    "        电话：1866668888，18699997777\n" +
                    "        或者联系邮箱：boniu@itcast.cn，\n" +
                    "        座机电话：01036517895，010-98951256\n" +
                    "        邮箱：bozai@itcast.cn，\n" +
                    "        邮箱：dlei0009@163.com，\n" +
                    "        热线电话：400-618-9090 ，400-618-4000，4006184000，4006189090";
            // 1、定义爬取规则
            String regex = "(1[3-9]\\d{9})|(0\\d{2,7}-?[1-9]\\d{4,19})|(\\w{2,}@\\w{2,20}(\\.\\w{2,10}){1,2})"
                    + "|(400-?\\d{3,7}-?\\d{3,7})";
            // 2、把正则表达式封装成一个Pattern对象
            Pattern pattern = Pattern.compile(regex);
            // 3、通过pattern对象去获取查找内容的匹配器对象。
            Matcher matcher = pattern.matcher(data);
            // 4、定义一个循环开始爬取信息
            while (matcher.find()){
                String rs = matcher.group(); // 获取到了找到的内容了。
                System.out.println(rs);
            }
        }
    }

5、正则表达式搜索、替换

接下来，我们学习一下正则表达式的另外两个功能，替换、分割的功能。需要注意的是这几个功能需要用到Stirng类中的方法。

![3cac5c1cc2244e4bbf7d5064bddc84f8.png][]

/**
     * 目标：掌握使用正则表达式做搜索替换，内容分割。
     */
    public class RegexTest5 {
        public static void main(String[] args) {
            // 1、public String replaceAll(String regex , String newStr)：按照正则表达式匹配的内容进行替换
            // 需求1：请把下面字符串中的不是汉字的部分替换为 “-”
            String s1 = "古力娜扎ai8888迪丽热巴999aa5566马尔扎哈fbbfsfs42425卡尔扎巴";
            System.out.println(s1.replaceAll("\\w+", "-"));
            
            // 需求2(拓展)：某语音系统，收到一个口吃的人说的“我我我喜欢编编编编编编编编编编编编程程程！”，需要优化成“我喜欢编程！”。
            String s2 = "我我我喜欢编编编编编编编编编编编编程程程";
            System.out.println(s2.replaceAll("(.)\\1+", "$1"));
    
            // 2、public String[] split(String regex)：按照正则表达式匹配的内容进行分割字符串，反回一个字符串数组。
            // 需求1：请把下面字符串中的人名取出来，使用切割来做
            String s3 = "古力娜扎ai8888迪丽热巴999aa5566马尔扎哈fbbfsfs42425卡尔扎巴";
            String[] names = s3.split("\\w+");
            System.out.println(Arrays.toString(names));
        }
    }

[21dc71f877644eecb3858b0e9c692a2f.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/03/9437912e674448ccaef634085d16b7c6.png
[0389f80f9ed04aabb827aff77087d7ce.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/03/5453f6ef4b6543b5b47a7110093dab8a.png
[d67a011249294d35b2648c881fe08330.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/03/40e51473d7f9419cb7fa39b1b5566e1f.png
[d822bc9a96af46ea9f9e8fbb611a4aac.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/03/543db6adb19e4db2ade8850fc3c24ebf.png
[3b36733b9a6542cebd731e60618f33ef.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/03/f17da68962d14305a9624d1a33c2cbcd.png
[d7d389d8b5914a05b0935d796a50d836.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/03/244af015be4c4ad5b9d2a0ac6f436fc6.png
[d2e5db7152914340b3e857327b0ac401.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/03/8728a10d8d78410fb56bef7d18fa860d.png
[65f81bde293942079587c5093d9df1f9.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/03/a833f3e9f9b54fbb8c98614b0329880f.png
[18542d60a3b344cf8d4b73f8de0e9b3e.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/03/7750ccd23b8b425ea5e4f75e44ce0ac7.png
[4a5660c8111049689ce183720f472439.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/03/3060bda07df94859939962c5da525b6c.png
[b190e1ee59594a348e8f28762c37c78a.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/03/bb2b87c9d8f045b1a5b230f6ab91d3d0.png
[22b3e1fd21bf42af9f7a901a70df39a8.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/03/463c59328a8240dfaf3b4974bf749202.png
[cf566768553e48f48216443aacd4c373.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/03/8bc543484d0a4f17a236c1e48bfd0b44.png
[710f91c70de64c3ea7bc51f9f1666a08.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/03/e655399861284afaa91d256fe8523139.png
[3cac5c1cc2244e4bbf7d5064bddc84f8.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/03/c4cff990a02b485e823d74f3ba934034.png