[Java] Java에서 정규 표현식 활용하기

0. 학습 목적

• 정규 표현식을 활용할 수 있는 Java 클래스들에는 무엇이 있는지 파악한다.
• 해당 클래스들의 매서드의 뜻과 사용법을 익힌다.

1. 정규 표현식을 활용할 수 있는 Java 클래스

1. java.util.regex에 있는 Pattern 클래스와 Matcher 클래스 활용
2. String 클래스의 정규 표현식 사용 가능 매서드 활용

2. Pattern과 Matcher 이해하기

(1) Pattern 클래스

정규 표현식을 컴파일하여 가지고 있는 클래스

1. 불변 객체 (한 번 정규 표현식 입력해서 컴파일하면, 이후 동일 Pattern 객체의 정규 표현식은 바꿀 수 없다.)
2. Thread-Safe -> 여러 스레드에서 같은 Pattern 객체 공유 가능

Pattern 클래스는 정규 표현식을 담고 있는 역할 밖에 하지 않는다. 문자열 내에서 정규 표현식 검색, 추출, 치환은 해당 Pattern 클래스를 활용하는 Matcher 클래스 객체가 대신한다. 하나의 Pattern 객체는 여러 Matcher 객체에 의해 공유되어 사용되어질 수 있다.

(2) Matcher 클래스

Pattern 객체를 활용하여 Input으로 들어오는 문자열에 대해 내부 패턴 검색, 추출, 치환 등을 진행한다.

1. Matcher 객체가 생성될 때, 기준이 되는 pattern은 추후에 다른 pattern으로 교체할 수 없다.
2. Thread-Safe 하지 않다.

(3) 객체 만들어서 활용

// 1. Pattern 생성 - 인자로 넣은 정규표현식을 내부에 가지고 있는다.
// Pattern은 불변 객체임으로 이를 추후에 바꿀 수 없다.
Pattern pattern = Pattern.compile("\\d{3}-\\d{4}-\\d{4}");

// 2. Matcher 생성 - Pattern과 입력 문자열 결합
// 이제 해당 matcher의 매서드들은 입력으로 받은 문자열에 대한 검색, 추출, 치환 작업만 진행한다.
// input 문자열은 .reset()으로 바꿀 수 있으나, matcher가 내부에 가진 pattern 객체 자체는 바꿀 수 없다.
Matcher matcher = pattern.matcher("010-1234-5678");

// 3. 매칭 수행 
// find()는 문자열의 부분이 pattern에 일치하면 true, 아니면 false를 반환한다.
boolean found = matcher.find();

(4) Pattern 클래스의 정적 매서드와 멤버 메서드

메서드	반환 타입	설명
Pattern.compile(String regex)	Pattern	정규표현식을 컴파일하여 Pattern 객체 생성
Pattern.matches(String regex, String input)	boolean	전체 문자열이 패턴과 일치하는지 확인
pattern.matcher(CharSequence input)	Matcher	입력 문자열과의 패턴 매칭을 위한 Matcher 객체 생성
pattern.split(CharSequence input)	String[]	패턴을 구분자로 문자열 분할
pattern.pattern()	String	컴파일된 정규표현식 반환

1,2번은 정적 매서드이다. 특히 2번은 정규 표현식과 문자열을 딱 한 번만 확인할 때 사용한다. 하지만 재활용할 수가 없다.

(5) Matcher 클래스의 정적 매서드와 멤버 매서드

matcher.find()	boolean	문자열 내에서 컴파일된 정규표현식과 대응되는 부분을 찾음 -> iterator를 쓰는 것처럼, find() 호출된 후에는 그 이후 문자열 중 패턴과 일치하는 것이 있는지 여부를 다시 확인함.
matcher.matches()	boolean	전체 문자열이 패턴과 일치하는지 확인
matcher.group()	String	패턴과 매칭된 전체 문자열 반환 여러 개라면 matcher.group() 할 때마다 그 다음 것이 나온다.
matcher.group(int)	String	n 번째 캡쳐그룹 반환
matcher.start()	int	매칭된 부분의 시작 인덱스
matcher.end()	int	매칭된 부분의 끝 인덱스
matcher.replaceAll(String replacement)	String	모든 매칭 부분을 replacement로 교체

A. find() 와 matches() 의 핵심 차이점

• find(): 문자열 내에서 패턴이 어디든 있으면 true 반환
• matches(): 전체 문자열이 패턴과 정확히 일치해야 true 반환

Pattern pattern = Pattern.compile("\\d+");
Matcher matcher = pattern.matcher("abc123def");

System.out.println(matcher.find());    // true - "123" 발견
System.out.println(matcher.matches()); // false - 전체가 숫자가 아님

// 전체가 숫자인 경우
Matcher matcher2 = pattern.matcher("12345");
System.out.println(matcher2.matches()); // true - 전체가 숫자

B. group 추출 매서드

// 로그에서 시간과 레벨 추출
public void parseLogEntry(String logLine) {
    Pattern pattern = Pattern.compile("(\\d{2}:\\d{2}:\\d{2})\\s+(\\w+)\\s+(.+)");
    Matcher matcher = pattern.matcher("14:30:15 ERROR Database connection failed");

    if (matcher.find()) {
        String time = matcher.group(1);    // "14:30:15"
        String level = matcher.group(2);   // "ERROR" 
        String message = matcher.group(3); // "Database connection failed"

        System.out.printf("Time: %s, Level: %s, Message: %s%n", 
                         time, level, message);
    }
}

// 문자열에서 모든 숫자 추출
public List<Integer> extractNumbers(String text) {
    Pattern pattern = Pattern.compile("\\d+");
    Matcher matcher = pattern.matcher("Price: 1500, Quantity: 3, Total: 4500");
    List<Integer> numbers = new ArrayList<>();

    while (matcher.find()) {
        numbers.add(Integer.parseInt(matcher.group()));
    }

    return numbers; // [1500, 3, 4500]
}

3. String 클래스 내의 정규 표현식 매서드

메서드	반환 타입	설명
str.matches(String regex)	boolean	문자열이 패턴과 완전히 일치하는지 확인
str.split(String regex)	String[]	정규표현식을 구분자로 문자열 분할
str.replaceAll(String regex, String replacement)	String	패턴과 매칭되는 모든 부분을 교체 -> 정규식 활용 치환 가능
str.replaceFirst(String regex, String replacement)	String	패턴과 처음 매칭되는 부분만 교체

A. 패턴에 일치하는 부분 문자열을 일반 문자열로 치환

// 모든 숫자를 별표로 치환
public String maskNumbers(String text) {
    return text.replaceAll("\\d+", "***");
}
// "Phone: 010-1234-5678" → "Phone: ***-***-***"

// 첫 번째 매칭만 치환 - replaceFirst()
public String maskFirstNumber(String text) {
    return text.replaceFirst("\\d+", "***");  
}
// "Phone: 010-1234-5678" → "Phone: ***-1234-5678"

B. 패턴에 일치하는 부분을 정규표현식으로 변환

// 1. 패턴 그룹의 순서 바꾸기
// 날짜 형식 변환 (yyyy-mm-dd → dd/mm/yyyy)
public String convertDateFormat(String date) {
    return date.replaceAll("(\\d{4})-(\\d{2})-(\\d{2})", "$3/$2/$1");
}
// "2023-12-25" → "25/12/2023"

// 2. 정규 표현식의 순서 바꾸기
// 이름 순서 바꾸기 (성, 이름 → 이름 성)
public String swapName(String fullName) {
    return fullName.replaceAll("([A-Za-z]+),\\s*([A-Za-z]+)", "$2 $1");
}
// "Smith, John" → "John Smith"

핵심 요약

1. Java에서 정규 표현식을 쓰려면 Pattern, Matcher, String 클래스를 활용해야 한다.
2. Pattern은 Thread-safe 불변 객체로 내부에 정규 표현식 패턴을 저장한다. 여러 Matcher에 의해 공유될 수 있다.
3. Matcher는 하나의 Pattern을 멤버로 가지며, 해당 Pattern은 생성 시점에 정해진 뒤, 교체할 수 없다.
4. 추출은 Matcher, 치환은 String 클래스 써야한다.

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부록

A. 모르는 단어 정리

B. 참고 문서

C. 관련 글

TABLE without id file.inlinks AS "BackLink"
WHERE file.path = this.file.path