C#中使用正則表達式實現高效字符串搜索的完整指南

1. 正則表達式簡介

.NET 正則表達式提供強大、靈活、高效的文本處理能力，兼容 Perl 5 語法，並擴展了獨有功能。核心類位於 System.Text.RegularExpressions 命名空間，可供所有 CLR 語言使用。

2. 核心類與用法

Regex：只讀正則表達式

Regex r = new Regex(@"\s2000"); // @ 字面量避免雙重轉義

Match：單次匹配結果

Match m = r.Match("123abc456");
if (m.Success) Console.WriteLine("Position: " + m.Index);

MatchCollection：所有非重疊匹配

MatchCollection mc = r.Matches("123abc4abcd");
for (int i = 0; i < mc.Count; i++) {
    Console.WriteLine(mc[i].Value + " at " + mc[i].Index);
}

GroupCollection / CaptureCollection：分組與捕獲

使用括號 (...) 定義組，Match.Groups 返回組集合，每組含 Captures 序列（受量詞影響可捕獲多次）。

Regex r = new Regex("(Abc)+");
Match m = r.Match("XYZAbcAbcAbcXYZAbcAb");
foreach (Group g in m.Groups) {
    foreach (Capture c in g.Captures)
        Console.WriteLine(c.Value + " at " + c.Index);
}

3. 常用元字符與轉義序列

4. 字符類與範圍

• [abc]：a 或 b 或 c
• [a-z]：小寫字母
• [0-9]+：一個或多個數字（整數）

5. RegexOptions 選項

6. 實戰範例：提取 URI 協議、主機、端口

string pattern = @"\b(\S+)://(\S+)(?::(\S+))?\b";
Regex r = new Regex(pattern);
Match m = r.Match("https://www.example.com:8080/path");
if (m.Success) {
    Console.WriteLine("Proto: " + m.Groups[1].Value);
    Console.WriteLine("Host: " + m.Groups[2].Value);
    Console.WriteLine("Port: " + (m.Groups[3].Success ? m.Groups[3].Value : "default"));
}

非捕獲組 (?:...) 可避免產生多餘組；ExplicitCapture 選項同效。

7. 替換與 Match.Result

string Extend(string url) {
    Regex r = new Regex(@"^(?\w+)://[^/]+?(?:\d+)?/");
    return r.Match(url).Result("${proto}${port}");
}

總結

掌握 Regex、Match、Group、Capture 四大核心類，善用選項與分組捕獲，即能高效完成複雜文本搜索、提取、替換任務。

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