444. Java 正则表达式 - 捕获组与反向引用

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[444. Java 正则表达式 - 捕获组与反向引用](#444. Java 正则表达式 - 捕获组与反向引用)
- [1. 什么是捕获组？ 🧩](#1. 什么是捕获组？ 🧩)
- [2. 捕获组的编号规则 🔢](#2. 捕获组的编号规则 🔢)
- - [在 Java 中如何查看捕获组？](#在 Java 中如何查看捕获组？)
  - [示例 🧪](#示例 🧪)
- [3. 反向引用 (Backreferences) 🔄](#3. 反向引用 (Backreferences) 🔄)
- - [示例 1：匹配连续重复的数字](#示例 1：匹配连续重复的数字)
  - [示例 2：匹配相同单词](#示例 2：匹配相同单词)
  - [示例 3：嵌套组也能反向引用](#示例 3：嵌套组也能反向引用)
- [4. 非捕获组 (Non-Capturing Groups) 🙅‍♂️](#4. 非捕获组 (Non-Capturing Groups) 🙅‍♂️)
- [5. 小结 ✨](#5. 小结 ✨)
- [6. 课堂练习 🎤](#6. 课堂练习 🎤)

444. Java 正则表达式 - 捕获组与反向引用

大家好 🚀，今天我们继续深入学习正则表达式，重点是 捕获组 (Capturing Groups) 和 反向引用 (Backreferences)。

1. 什么是捕获组？ 🧩

捕获组的作用：

👉 把一串字符 当作一个整体 来处理。

写法：用 () 括起来。

java 复制代码

(dog)

这就表示一个组，包含 "dog" 三个字符。

匹配时，Java 会把这个组匹配到的内容保存起来，方便后面通过 反向引用 重新使用。

2. 捕获组的编号规则 🔢

捕获组是从 左到右 数开括号 ( 的顺序来编号的。

例如：

java 复制代码

((A)(B(C)))

这里有 4 个捕获组：

1️⃣ ((A)(B(C))) → 最外层大括号

2️⃣ (A)

3️⃣ (B(C))

4️⃣ (C)

在 Java 中如何查看捕获组？

Matcher 提供了一些方法：

java 复制代码

matcher.groupCount();   // 捕获组的总数（不包括 group 0）
matcher.group(0);       // 整个正则匹配到的内容
matcher.group(1);       // 第1个捕获组
matcher.start(1);       // 捕获组1的起始位置
matcher.end(1);         // 捕获组1的结束位置

👉 注意：

group(0) → 总是代表整个正则表达式的匹配结果
group(1) ~ group(n) → 依次代表括号里的捕获组

示例 🧪

java 复制代码

import java.util.regex.*;

public class CapturingGroupsDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String input = "abc123xyz";
        String regex = "(abc)(\\d+)(xyz)";
        Pattern pattern = Pattern.compile(regex);
        Matcher matcher = pattern.matcher(input);

        if (matcher.find()) {
            System.out.println("Group count = " + matcher.groupCount()); 
            System.out.println("Group 0 = " + matcher.group(0)); // abc123xyz
            System.out.println("Group 1 = " + matcher.group(1)); // abc
            System.out.println("Group 2 = " + matcher.group(2)); // 123
            System.out.println("Group 3 = " + matcher.group(3)); // xyz
        }
    }
}

运行结果：

java 复制代码

Group count = 3
Group 0 = abc123xyz
Group 1 = abc
Group 2 = 123
Group 3 = xyz

3. 反向引用 (Backreferences) 🔄

捕获组匹配的内容会被保存，之后可以通过 \1, \2 ... 来引用。

\1 → 引用第1个捕获组
\2 → 引用第2个捕获组
依此类推

示例 1：匹配连续重复的数字

java 复制代码

(\d\d)\1

含义：

(\d\d) → 匹配两个数字（第1组）
\1 → 再次匹配刚刚捕获到的两个数字

测试：

java 复制代码

输入：1212   ✅ 匹配
输入：1234   ❌ 不匹配

示例 2：匹配相同单词

java 复制代码

(\w+)\s\1

含义：

(\w+) → 匹配一个单词（第1组）
\s → 匹配一个空格
\1 → 再匹配前面那个单词

测试：

java 复制代码

输入：hello hello   ✅ 匹配
输入：hello world   ❌ 不匹配

示例 3：嵌套组也能反向引用

java 复制代码

(A(B(C)))

group(1) = ABC
group(2) = BC
group(3) = C

如果写 (A(B(C)))\2

→ 先匹配 "ABC"，然后再匹配 "BC"。

4. 非捕获组 (Non-Capturing Groups) 🙅‍♂️

有时候我们只想用括号分组，但不想保存内容，这时可以用：

java 复制代码

(?:...)

示例：

java 复制代码

(?:dog|cat){2}

表示 "dog" 或 "cat"，重复两次，但不会保存组内容。

5. 小结 ✨

() → 捕获组，自动编号
group(0) → 整体匹配
group(n) → 第 n 个捕获组
\n → 反向引用第 n 个捕获组
(?:...) → 非捕获组

6. 课堂练习 🎤

写一个正则，匹配 "abab" 这种模式（重复的 "ab"）。
👉 提示：(ab)\1
匹配重复单词（如 "bye bye"）。
👉 提示：(\w+)\s\1
用非捕获组写一个正则，匹配 "dogdogcatcat"。
👉 提示：(?:dog|cat){2,}