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C#正則表達式快速入門

admin

2024年12月15日 15:11 本文熱度 383

前言

正則表達式（Regular Expression）是一個強大的文本處理工具，主要用于字符串的搜索、替換、驗證和分割等操作。通過定義特定的模式，正則表達式可以高效地匹配、查找或替換符合該模式的文本內容。今天大姚將和大家一起來快速了解學習正則表達式，并且在C#中快速應用。

正則表達式的優勢

與傳統方法相比，正則表達式在處理字符串時具有以下顯著優勢：

靈活性：正則表達式提供了極高的靈活性，能夠匹配復雜的文本模式。
高效性：對于大量的文本數據，正則表達式提供了一種快速篩選和處理的方法。
廣泛應用：幾乎所有的編程語言都支持正則表達式，使得它在跨平臺應用中非常有用。

注意事項

正則表達式雖然強大，但是在處理復雜模式或大數據量時可能會比較耗時。因此，在性能敏感的場合要謹慎使用。
復雜的正則表達式可能難以理解和維護。建議在使用時添加必要的注釋，并盡量將復雜的模式拆分成多個簡單的部分。

常用元字符

元字符是正則表達式中具有特殊意義的字符，以下是一些常用的元字符及其作用：

. : 匹配除換行符外的任何單個字符。
- ：定義一個范圍（例如[A-Z]）。
^ : 匹配字符串的開始。
$ : 匹配字符串的結束。
* : 匹配前面的子表達式零次或多次。
+ : 匹配前面的子表達式一次或多次。
? : 匹配前面的子表達式零次或一次。
[] : 匹配括號內的任意一個字符。
| : 匹配左右任意一個表達式（或操作）。
\ : 將下一個字符標記為一個特殊字符、或一個原義字符、或一個向后引用、或一個八進制轉義符。?

驗證郵箱地址

        /// <summary>
        /// 驗證郵箱地址
        /// </summary>
        public static void VerifyEmailAddress()
        {
            string email = "edwin.doe@qq.com";
            string pattern = @"^[a-zA-Z0-9._%+-]+@[a-zA-Z0-9.-]+\.[a-zA-Z]{2,}$";
            var regex = new Regex(pattern);
            bool isValid = regex.IsMatch(email);
            Console.WriteLine($"{email} is valid email address: {isValid}");
        }

驗證手機號碼

        /// <summary>
        /// 驗證手機號碼
        /// </summary>
        public static void VerifyMobilePhone()
        {
            string mobile = "13812345678";
            string pattern = @"^1[3-9]\d{9}$";
            var regex = new Regex(pattern);
            bool isValid = regex.IsMatch(mobile);
            Console.WriteLine($"{mobile} is valid mobile phone number: {isValid}");
        }

提取URL

        /// <summary>
        /// 提取URL
        /// </summary>
        public static void ExtractUrl()
        {
            string url = "https://github.com/YSGStudyHards/DotNetGuide";
            string pattern = @"^https?://(?:[a-zA-Z]|[0-9]|[$-_@.&+]|[!*\(\),]|(?:%[0-9a-fA-F][0-9a-fA-F]))+$";
            var regex = new Regex(pattern);
            Match match = regex.Match(url);
            if (match.Success)
            {
                Console.WriteLine($"Found URL: {match.Value}"); //Output：https://github.com/YSGStudyHards/DotNetGuide
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("No URL found.");
            }
        }

替換文本

        /// <summary>
        /// 替換文本
        /// </summary>
        public static void ReplaceText()
        {
            string input = "The date is 2024/12/16.";
            string pattern = @"(\d{4})/(\d{2})/(\d{2})";
            string replacement = "$1-$2-$3";
            var regex = new Regex(pattern);
            string result = regex.Replace(input, replacement);
            Console.WriteLine(result);//Output:The date is 2024-12-16.
        }

分割字符串

        /// <summary>
        /// 分割字符串
        /// </summary>
        public static void SplitString()
        {
            string pattern = @"[;,]";
            string input = "apple;banana,orange;grape";
            var regex = new Regex(pattern);
            string[] substrings = regex.Split(input);
            foreach (string substring in substrings)
            {
                Console.WriteLine(substring);
                //Output:
                //apple
                //banana
                //orange
                //grape
            }
        }

C#正則性能提升技巧

使用編譯選項

使用 RegexOptions.Compiled 選項可以提高正則表達式的執行性能。此選項會在運行時編譯正則表達式，從而加快匹配速度。

string pattern = @"(\d{4})/(\d{2})/(\d{2})";
Regex regex = new Regex(pattern, RegexOptions.Compiled);

避免過度回溯

復雜的正則表達式可能會導致大量的回溯，從而增加匹配時間。通過優化正則表達式，減少不必要的回溯，可以提高性能。例如，盡量避免使用過多的重復限定符（如 *, +, ?），并使用非貪婪匹配（*?, +?, ??）來減少回溯。

// 貪婪匹配  
string pattern = @"<.*>";  
  
// 非貪婪匹配  
string pattern = @"<.*?>";

合理設置超時時間

為了防止正則表達式在極端情況下耗費過多的時間，可以設置匹配操作的超時時間。

string pattern = @"(\d{4})/(\d{2})/(\d{2})";
TimeSpan timeout = TimeSpan.FromSeconds(1); // 設置1秒的超時時間  
Regex regex = new Regex(pattern, RegexOptions.None, timeout);