Java基于正则表达式实现xml文件的解析功能详解

本文实例讲述了Java基于正则表达式实现xml文件的解析功能。分享给大家供大家参考，具体如下：

这是我通过正则表达式实现的xml文件解析工具，有些XHTML文件中包含特殊符号，暂时还无法正常使用。

设计思路：常见的xml文件都是单根树结构，工具的目的是通过递归的方式将整个文档树装载进一个Node对象。xml文档树上的每一个节点都能看做一个Node对象，它拥有title、attribute和text三个自身变量以及一个childrenNode集合用来存放子节点，使用正则表达式完整装载。

一、编写Node类

Node对象是文档解析的基础，最终可以通过对象的不同属性实现对文档信息的访问。

Node.java：

import java.io.Serializable;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Map.Entry;
public class Node implements Serializable {
  // 可以对Node对象持久化保存
  private static final long serialVersionUID = 1L;
  private int id;
  // 节点类型
  private String title;
  // 节点内容
  private String text;
  // 节点属性集合
  private Map<String, String> attributes = new HashMap<String, String>();
  // 子节点集合
  private List<Node> childNodes = new LinkedList<Node>();
  public int getId() {
    return id;
  }
  public void setId(int id) {
    this.id = id;
  }
  public String getTitle() {
    return title;
  }
  public void setTitle(String title) {
    this.title = title;
  }
  public Map<String, String> getAttribute() {
    return attributes;
  }
  public void setAttribute(Map<String, String> attribute) {
    this.attributes = attribute;
  }
  public String getText() {
    return text;
  }
  public void setText(String text) {
    this.text = text;
  }
  public List<Node> getChildNode() {
    return childNodes;
  }
  public void setChildNode(List<Node> childNode) {
    this.childNodes = childNode;
  }
  // 将属性集合转换成一条完整的字符串
  private String attrToString() {
    if (attributes.isEmpty()) {
      return "";
    }
    Iterator<Entry<String, String>> its = attributes.entrySet().iterator();
    StringBuffer buff = new StringBuffer();
    while (its.hasNext()) {
      Entry<String, String> entry = its.next();
      buff.append(entry.getKey() + "=\"" + entry.getValue() + "\" ");
    }
    return " " + buff.toString().trim();
  }
  // 输出完整的节点字符串也用到了递归
  @Override
  public String toString() {
    String attr = attrToString();
    if (childNodes.isEmpty() && text == null) {
      return "<" + title + attr + "/>\n";
    } else if (childNodes.isEmpty() && text != null) {
      return "<" + title + attr + ">\n" + text + "\n" + "</" + title + ">\n";
    } else {
      StringBuffer buff = new StringBuffer();
      buff.append("<" + title + attr + ">\n");
      if (!text.isEmpty()) {
        buff.append(text + "\n");
      }
      for (Node n : childNodes) {
        buff.append(n.toString());
      }
      buff.append("</" + title + ">\n");
      return buff.toString();
    }
  }
}

二、创建接口

把文档的读取和分析抽象成接口方便今后替换实现。

过滤器：读取文档的字符流并删除注释的部分。这些信息通常是提供给人阅读的，程序分析直接忽略。

XmlFilter.java：

/*
 * 过滤器的作用是删除xml文件中不重要的部分。
 * 通常都是一些注释性文字，不需要被机器解析。
 */
public interface XmlFilter {
  String filter();
  // 提供自定义正则表达式，识别符合过滤条件的字符串
  String filter(String[] regex);
}

解析器：将一个父节点解析成多条子节点的字符串。如果返回值为null，代表当前节点下不存在可以继续解析的对象。

XmlParser.java：

import java.util.List;
/*
 * 解析器可以对一段完整的父节点字符串提供解析服务。
 * 将一条父节点的字符串解析成为多条子节点字符串
 */
public interface XmlParser {
  // 解析一段父节点，返回子节点字符串
  List<String> parser(String str);
}

三、根据接口编写实现类

回车、换行、制表符以及各种注释部分的内容都被删除，简化字符输出。

SimpleXmlFilter.java：

import java.io.BufferedReader;
import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
public class SimpleXmlFilter implements XmlFilter {
  private String text;
  // 常用的过滤正则表达式
  public final static String[] REG = { "\t", "<\\?.*?\\?>", "<!.*?>", "<%.*?%>", "\\s{2,}" };
  // 读取xml文档返回字符串
  public SimpleXmlFilter(File file) throws IOException {
    BufferedReader in = new BufferedReader(new FileReader(file));
    StringBuffer buff = new StringBuffer();
    String temp = null;
    while ((temp = in.readLine()) != null) {
      buff.append(temp);
    }
    in.close();
    text = buff.toString().trim();
  }
  @Override
  public String filter() {
    return filter(REG);
  }
  @Override
  public String filter(String[] regex) {
    String result = text;
    for (String reg : regex) {
      result = result.replaceAll(reg, "");
    }
    return result;
  }
}

主要是通过正则表达式区分一个节点内部的子节点，考虑到节点的类型我将它们分为自闭合与非自闭合两种类型。<title attributes .../>这样的节点属于自闭合类型，它们不包含子节点和text属性，它们属于文档树的叶子节点。<title attributes ...>text ...</title>这样的节点属于非自闭合类型，它们属于文档树的分支节点。

SimpleXmlParser.java：

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;
public class SimpleXmlParser implements XmlParser {
  @Override
  public List<String> parser(String text) {
    List<String> childrenDocs = new ArrayList<String>();
    // 捕获根节点中间的文本
    Pattern p = Pattern.compile("<.*?>(.*)</.*?>");
    Matcher m = p.matcher(text);
    if (m.matches()) {
      String inner = m.group(1);
      // 匹配节点字符串
      p = Pattern.compile("<(.*?)>");
      m = p.matcher(inner);
      while (m.find()) {
        String s1 = m.group(1);
        // 如果节点以/结尾，代表此节点不包含子节点
        if (s1.endsWith("/")) {
          childrenDocs.add(m.group());
          // 如果节点既不以/开头，也不以/结尾则表示需要查找对应的闭合节点
        } else if (!s1.startsWith("/") && !s1.endsWith("/")) {
          // 计算起始字符数
          int start = m.end() - m.group().length();
          // 如果捕获到未闭合节点则index++，如果捕获到闭合节点则index--
          int index = 1;
          while (m.find()) {
            String s2 = m.group(1);
            if (!s2.startsWith("/") && !s2.endsWith("/")) {
              index++;
            } else if (s2.startsWith("/")) {
              index--;
            }
            // 找到符合条件的闭合节点则循环终止
            if (index == 0) {
              break;
            }
          }
          // 计算结束字符数
          int end = m.end();
          // 截取对应字符串
          childrenDocs.add(inner.substring(start, end));
        }
      }
    }
    return childrenDocs;
  }
}

四、编写NodeBuilder类

根据过滤器和解析器获取Node节点各属性的值。

NodeBuilder.java：

import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.util.List;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;
// 生成Node
public class NodeBuilder {
  private Node root = new Node();
  private XmlParser parser;
  private XmlFilter filter;
  // 提供合适的过滤器和解析器
  public NodeBuilder(XmlParser parser, XmlFilter filter) {
    this.parser = parser;
    this.filter = filter;
  }
  public Node getRoot(String... regex) {
    String str = null;
    if (regex.length == 0) {
      str = filter.filter();
    } else {
      str = filter.filter(regex);
    }
    buildNodeTree(str, root);
    return root;
  }
  // 设置节点类型
  private void buildNodeTitle(String str, Node n) {
    Pattern p = Pattern.compile("<.*?>");
    Matcher m = p.matcher(str);
    if (m.find()) {
      String temp = m.group();
      String s = temp.substring(1, temp.length() - 1).split(" ")[0];
      if (s.endsWith("/")) {
        n.setTitle(s.substring(0, s.length() - 1));
      } else {
        n.setTitle(s.split(" ")[0]);
      }
    }
  }
  // 设置节点属性集合
  private void buildNodeAttribute(String str, Node n) {
    Pattern p = Pattern.compile("<.*?>");
    Matcher m = p.matcher(str);
    if (m.find()) {
      String temp = m.group();
      String s = temp.substring(1, temp.length() - 1);
      // 匹配字符串
      p = Pattern.compile("(\\S*)=\"(.*?)\"");
      m = p.matcher(s);
      while (m.find()) {
        String key = m.group(1).trim();
        String value = m.group(2).trim();
        n.getAttribute().put(key, value);
      }
      // 匹配数字
      p = Pattern.compile("(\\S*)=(-?\\d+(\\.\\d+)?)");
      m = p.matcher(s);
      while (m.find()) {
        String key = m.group(1).trim();
        String value = m.group(2).trim();
        n.getAttribute().put(key, value);
      }
    }
  }
  // 设置节点内容,节点的内容是删除了所有子节点字符串以后剩下的部分
  private void buildNodeText(String str, Node n) {
    Pattern p = Pattern.compile("<.*?>(.*)</.*?>");
    Matcher m = p.matcher(str);
    List<String> childrenDocs = parser.parser(str);
    if (m.find()) {
      String temp = m.group(1);
      for (String s : childrenDocs) {
        temp = temp.replaceAll(s, "");
      }
      n.setText(temp.trim());
    }
  }
  // 通过递归生成完整节点树
  private void buildNodeTree(String str, Node n) {
    buildNodeTitle(str, n);
    buildNodeAttribute(str, n);
    buildNodeText(str, n);
    // 如果存在子节点则继续下面的操作
    if (!parser.parser(str).isEmpty()) {
      // 对每一个子节点都应该继续调用直到递归结束
      for (String temp : parser.parser(str)) {
        Node child = new Node();
        buildNodeTitle(temp, child);
        buildNodeAttribute(temp, child);
        buildNodeText(temp, child);
        n.getChildNode().add(child);
        buildNodeTree(temp, child);
      }
    }
  }
}

五、测试

编写xml测试文件

测试文件：

<package>
  <!-- 这里是注释1 -->
  package message before!
  <class id="exp1" path="www.sina.com"/>
  <class id="exp2">
    <class id="inner">
      class message inner.
    </class>
  </class>
  package message middle!
  <!-- 这里是注释2 -->
  <class id="exp3">
    <method id="md" name="setter" order=1>
      <!-- 这里是注释3 -->
      <!-- 这里是注释4 -->
      <para ref="String"/>
      <para ref="exp1">
        method message inner!
      </para>
    </method>
  </class>
  package message after!
</package>

编写测试类

Demo.java：

import java.io.File;
import java.io.IOException;
public class Demo {
  public static void main(String[] args) {
    File f = new File("xxx");
    XmlFilter filter = null;
    try {
      filter = new SimpleXmlFilter(f);
    } catch (IOException e) {
      e.printStackTrace();
    }
    XmlParser parser = new SimpleXmlParser();
    NodeBuilder builder = new NodeBuilder(parser, filter);
    Node node = builder.getRoot();
    System.out.println(node);
  }
}

输出：

<package>
package message before!package message middle!package message after!
<class path="www.sina.com" id="exp1"/>
<class id="exp2">
<class id="inner">
class message inner.
</class>
</class>
<class id="exp3">
<method name="setter" id="md" order="1">
<para ref="String"/>
<para ref="exp1">
method message inner!
</para>
</method>
</class>
</package>

PS：这里再为大家提供2款非常方便的正则表达式工具供大家参考使用：

JavaScript正则表达式在线测试工具：
http://tools./regex/javascript

正则表达式在线生成工具：
http://tools./regex/create_reg

更多关于java算法相关内容感兴趣的读者可查看本站专题：《Java正则表达式技巧大全》、《Java数据结构与算法教程》、《Java操作DOM节点技巧总结》、《Java文件与目录操作技巧汇总》和《Java缓存操作技巧汇总》

希望本文所述对大家java程序设计有所帮助。

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