183. Java 模式匹配183. Java 模式匹配在 Java 中，模式匹配（Pattern Matching）

183. Java 模式匹配

在 Java 中，模式匹配（Pattern Matching） 是一项不断演进的新特性，它正在逐步引入 Java 语言规范中。你可能会在不同的上下文中看到“模式匹配”这个词，比如：

正则表达式（Regex）：主要用于字符串的分析与匹配。
instanceof 模式匹配：用于对象类型判断和自动类型转换。
未来甚至会用于 switch 表达式中的模式匹配（JEP 441）。

🔍 Java 中的正则表达式模式匹配

如果你最先联想到的是正则表达式，那么很好，这就是我们从“字符串分析”角度开始了解模式匹配的入口。

🎭 什么是正则表达式？

正则表达式（Regular Expression）是一种用于匹配字符串模式的工具，比如查找一个单词是否在一段文本中出现过。

✅ 示例：查找单词 "flame" 在文本中出现的位置

import java.util.regex.*;

public class PatternExample {
    public static void main(String[] args) {
        String sonnet = "From fairest creatures we desire increase,\n" +
                "That thereby beauty's rose might never die,\n" +
                "But as the riper should by time decease\n" +
                "His tender heir might bear his memory:\n" +
                "But thou, contracted to thine own bright eyes,\n" +
                "Feed'st thy light's flame with self-substantial fuel,\n" +
                "Making a famine where abundance lies,\n" +
                "Thyself thy foe, to thy sweet self too cruel.\n" +
                "Thou that art now the world's fresh ornament,\n" +
                "And only herald to the gaudy spring,\n" +
                "Within thine own bud buriest thy content,\n" +
                "And, tender churl, mak'st waste in niggardly.\n" +
                "Pity the world, or else this glutton be,\n" +
                "To eat the world's due, by the grave and thee.";

        Pattern pattern = Pattern.compile("\\bflame\\b");
        Matcher matcher = pattern.matcher(sonnet);

        while (matcher.find()) {
            String match = matcher.group();      // 匹配到的内容
            int start = matcher.start();         // 起始位置
            int end = matcher.end();             // 结束位置
            System.out.println(match + " " + start + " " + end);
        }
    }
}

输出结果：

flame 233 238

这表示：

在这段十四行诗中，单词 flame 出现在下标 233 到 238 的位置。
\\b 是正则表达式中的“单词边界”，确保匹配的是整个单词 flame，而不是像 “inflamed” 这样的子串。

🧠 模式匹配的三个核心元素

在使用正则表达式时，有三个基本组成部分需要理解：

概念	含义说明	示例
`Matched Target`	要匹配的目标文本	`sonnet`（整首十四行诗）
`Pattern`	用于匹配的规则或格式	`\\bflame\\b`（匹配整个单词 `flame`）
`Match Result`	匹配成功后返回的结果，包括匹配内容及位置	`"flame"` + `start/end` 索引

这些概念适用于正则表达式，也适用于未来更高级的“结构模式匹配”功能。

🧪 拓展示例：匹配多个单词

你可以很容易地扩展模式来查找多个关键词。例如，如果我们想匹配所有以 th 开头的单词：

Pattern pattern = Pattern.compile("\\bth\\w*\\b");
Matcher matcher = pattern.matcher(sonnet);

这将匹配 like thou, thy, thine, that 等等。

📘 小贴士：正则表达式是模式匹配的一个子集

虽然我们现在学习的是通过 java.util.regex.Pattern 和 Matcher 类对字符串进行分析，但要知道：

🧩 “正则表达式模式匹配” 是 Java 模式匹配能力的基础，也是更复杂结构模式匹配的起点。

📍 更多高级模式匹配

如果你对 Java 中类型结构上的模式匹配（如 instanceof 改进、switch 中的类型判断）感兴趣，可以深入了解 JEP 394, JEP 433, JEP 441 等。

JEP 394 、 JEP 433 、 JEP 441 是 Java 不同版本中提出的增强提案（Java Enhancement Proposal），分别对应 Java 16 、 Java 20 和 Java 21 的特定功能改进。

JEP 394：模式匹配的 instanceof

在 Java 16 中，JEP 394引入了模式匹配的 instanceof 运算符，支持在类型检查时使用模式匹配语法，例如 if 语句和 switch 表达式中可直接使用模式匹配。 ‌

JEP 433：Switch 的模式匹配

Java 20 通过JEP 433进一步扩展了 switch 表达式的模式匹配功能，新增类型标签、守卫标签等特性，优化了语法结构并增强了灵活性。 ‌

JEP 441：Switch 的模式匹配

Java 21 的JEP 441将模式匹配功能正式引入 switch 表达式，支持枚举常量作为值、null标签等高级用法，并优化了语法结构。

例如：

if (obj instanceof String s) {
    System.out.println("字符串长度：" + s.length());
}

✅ 小结

模式匹配类型	使用场景	Java 示例类
正则表达式匹配	字符串查找、替换	`Pattern`, `Matcher`
`instanceof` 模式匹配	类型判断与转换	`instanceof`, 模式变量
`Switch` 模式匹配	分支结构优化	`switch (obj)`

183. Java 模式匹配