Java程序员面试宝典：正则表达式专题精讲

一、正则表达式在Java面试中的重要性

正则表达式是Java程序员面试中的高频考点，尤其在字符串处理、日志分析、数据校验等场景中应用广泛。面试官常通过正则表达式题目考察候选人对语法规则的掌握程度、问题分解能力以及性能优化意识。例如，验证邮箱格式、提取HTML标签内容、分割复杂字符串等场景，均需依赖正则表达式实现高效处理。

本专题视频课程由资深讲师刘英杰设计，涵盖从基础语法到高级技巧的全链路知识，结合真实面试题与工程实践案例，帮助开发者突破“只会写简单匹配”的局限，掌握分组捕获、边界处理、非贪婪匹配等进阶技能。

二、核心语法与面试高频考点

1. 基础字符匹配规则

正则表达式的核心是字符与元字符的组合。例如：

普通字符：a-z、0-9直接匹配对应字符。
元字符：.匹配任意字符（除换行符），\d匹配数字，\s匹配空白字符。
量词：*（0次或多次）、+（1次或多次）、?（0次或1次）、{n,m}（n到m次）。

面试题示例：
编写正则表达式匹配以”abc”开头且长度至少为5的字符串。
答案：^abc.{2,}$
解析：^表示行首，.{2,}匹配任意2个或更多字符，$表示行尾。

2. 分组与捕获

分组通过()实现，用于提取匹配的子串或重复使用模式。捕获组可记录匹配内容，便于后续处理。

典型场景：

提取日志中的时间戳和错误码：

String log = "2023-01-01 12:00:00 [ERROR] Code:404";
Pattern pattern = Pattern.compile("(\\d{4}-\\d{2}-\\d{2}) (\\d{2}:\\d{2}:\\d{2}) \\[(\\w+)\\] Code:(\\d+)");
Matcher matcher = pattern.matcher(log);
if (matcher.find()) {
    System.out.println("时间: " + matcher.group(1) + " " + matcher.group(2));
    System.out.println("错误类型: " + matcher.group(3));
    System.out.println("错误码: " + matcher.group(4));
}

面试题：如何用正则表达式匹配重复的单词（如”hello hello”）？
答案：\\b(\\w+)\\s+\\1\\b
解析：\\b表示单词边界，\\1引用第一个捕获组的内容。

3. 边界处理与断言

边界匹配是正则表达式的关键技巧，常见操作包括：

行边界：^（行首）、$（行尾）。
单词边界：\\b匹配单词的开始或结束。
零宽断言：(?=...)（正向预查）、(?!...)（负向预查）。

案例：
验证密码强度（至少8位，包含大小写字母和数字）：

String regex = "^(?=.*[a-z])(?=.*[A-Z])(?=.*\\d).{8,}$";

解析：(?=.*[a-z])表示后续必须包含小写字母，(?=.*[A-Z])和(?=.*\\d)同理。

三、性能优化与工程实践

1. 避免贪婪匹配陷阱

贪婪量词（如*、+）会尽可能匹配更多字符，可能导致性能问题或错误结果。例如，匹配HTML标签内容时：

// 错误示例（贪婪匹配）
String html = "<div>content1</div><div>content2</div>";
Pattern.compile("<div>(.*)</div>").matcher(html).group(1); // 返回"content1</div><div>content2"
// 正确做法（非贪婪匹配）
Pattern.compile("<div>(.*?)</div>").matcher(html).group(1); // 返回"content1"

建议：优先使用.*?或明确边界条件。

2. 预编译Pattern对象

频繁使用正则表达式时，应通过Pattern.compile()预编译对象，避免重复解析开销：

private static final Pattern EMAIL_PATTERN = Pattern.compile("^[A-Za-z0-9+_.-]+@[A-Za-z0-9.-]+$");
public boolean isValidEmail(String email) {
    return EMAIL_PATTERN.matcher(email).matches();
}

3. 结合String方法简化操作

对于简单场景，可直接使用String.matches()、split()或replaceAll()：

// 验证手机号格式
String phone = "13812345678";
boolean isValid = phone.matches("^1[3-9]\\d{9}$");
// 分割CSV字符串
String csv = "a,b,c";
String[] items = csv.split(",");

四、面试实战技巧

分步拆解问题：将复杂需求拆解为多个子正则（如先匹配整体结构，再处理内部细节）。
测试验证：使用在线工具（如Regex101）或单元测试验证正则表达式。
注意转义字符：Java中需对反斜杠双重转义（如\\d而非\d）。
权衡可读性与性能：复杂正则可能降低维护性，必要时可拆分为多步处理。

五、课程总结与学习建议

本专题视频课程通过15个核心模块，系统讲解了正则表达式在Java面试中的考察重点，包括语法规则、分组捕获、边界处理、性能优化等。学习者可通过以下步骤提升能力：

完成课程中的20道实战面试题，记录错误原因。
在开源项目中寻找正则表达式应用场景（如日志解析、数据清洗）。
对比不同实现方案的性能差异（如使用Matcher.find() vs String.split()）。

掌握正则表达式不仅能提升面试通过率，更能在实际开发中高效解决字符串处理难题。建议开发者结合课程中的案例代码，持续练习并总结个人知识库。