Androidアプリ開発の覚書き

Androidアプリ開発を、Kotlin, Jetpack Composeで行っています。気になったことをChatGPTに聞いて記事にしています。

Kotlinで正規表現を利用した文字列操作を行う

テキスト処理(HTML・XML他) 標準ライブラリ・言語仕様

正規表現の基本的な構文については、Rubyの例ですが、別ブログで詳細に述べています。

Kotlinでは、正規表現クラスRegexのインスタンスメソッド、find(), findAll(), replace()を用います。

Javaのように、replace(), replaceAll()の区別はありません。

replaceを用いて後方参照を行う際は、PerlやRubyといった他の言語と同様、$0, $1, .., $nといった変数を用いることができます。(パターン内で後方参照を行う場合などでは、\\nの場合もあります)

$0にはマッチした文字列全体
$1には1つめの()内
$nにはn個めの()内の文字列

が入っています。最初の方の例では、こういった$n変数は用いられていませんが、こちらを使った方が簡潔に記述できると思います。

Kotlinには正規表現リテラル/../は存在しないので、パターンはRegex()コンストラクタや、文字列に対するtoRegex()メソッドで生成する必要があります。

大文字小文字を無視といったオプションは、列挙型RegexOptionで定義されている定数をコンストラクタの第二引数に渡すことで指定します。

詳細は以下の対話をどうぞ。

Kotlinで正規表現の検索、抽出、置換を行う標準的な方法を教えてください。

User
Kotlinで正規表現の検索、抽出、置換を行う標準的な方法を教えてください。

ChatGPT
Kotlinで正規表現を用いてテキストデータを検索、抽出、置換する方法は以下のステップで行います：

正規表現のパターン定義: 文字列を正規表現のパターンに変換します。

検索や抽出: 特定のパターンにマッチする部分を検索または抽出します。

置換: マッチした部分を新しい文字列で置換します。

○正規表現のパターン定義

val pattern = Regex("正規表現パターン")

○テキストからの検索と抽出
最初のマッチを探す: find()メソッドを使用します。

val matchResult = pattern.find("対象のテキスト")  
println(matchResult?.value) // マッチした部分の文字列

全てのマッチを探す: findAll()メソッドを使用し、結果をリスト化します。

val matches = pattern.findAll("対象のテキスト").map { it.value }.toList()  
println(matches)

○テキストの置換
マッチした部分を置換: replace()メソッドを使用します。

val replacedText = pattern.replace("対象のテキスト", "置換後のテキスト")  
println(replacedText)

○実例
以下の例では、数字を探し出して括弧で囲む操作を示しています。

val text = "今年は2024年で、来年は2025年です。"  
val regex = Regex("\\d+")  
val processedText = regex.replace(text) { "(${it.value})" }  
println(processedText)

このコードは、今年は(2024)年で、来年は(2025)年です。 と出力します。

このようにKotlinでは、Regex クラスを使って簡単に正規表現を扱うことができます。

後方参照を行う方法も教えてください。

User
後方参照を行う方法も教えてください。

ChatGPT
Kotlinで後方参照を使う場合、パターン内でグループを定義し、そのグループを後で再利用することができます。これは特にテキスト内の繰り返しを検出したり、テキストの一部を書式変更したりする際に便利です。

正規表現のパターン定義
グループは丸括弧 () を使用して定義します。たとえば、単語が繰り返される場合を検出する正規表現は次のようになります。

val pattern = Regex("(\\b\\w+\\b) \\1")

ここで \1 は、最初のグループ (\b\w+\b) にマッチしたテキストを後方参照しています。

テキストからの検索
後方参照を含むマッチの検索:

val text = "hello hello world world world"  
val matches = pattern.findAll(text).map { it.value }.toList()  
println(matches) // 出力: ["hello hello", "world world"]

テキストの置換
後方参照を利用して、特定のパターンを新しい形式に置換することもできます。例えば、繰り返しを強調するために繰り返される単語を大文字に変更することができます。

val replacedText = pattern.replace(text) { "${it.groupValues[1].toUpperCase()} ${it.groupValues[1].toUpperCase()}" }  
println(replacedText) // 出力: HELLO HELLO world WORLD WORLD

実例
数字とその後に同じ数字が続くパターンを見つけて、その部分を強調する例です。

val numberPattern = Regex("(\\d+) \\1")  
val numberText = "2024 2024 は重要な年です。2025 2025 も同様です。"  
val emphasizedText = numberPattern.replace(numberText) { "(${it.value})" }  
println(emphasizedText) // 出力: (2024 2024) は重要な年です。(2025 2025) も同様です。

これらの例により、Kotlinでの後方参照の使い方を理解できるでしょう。

findAll, replaceの後のブロック引数を表すitはどのようなオブジェクトでしょうか？

User
findAll, replaceの後のブロック引数を表すitはどのようなオブジェクトでしょうか？

ChatGPT
Kotlin の findAll や replace メソッドで使用される it は、MatchResult オブジェクトを指します。MatchResult クラスは、正規表現による検索操作の結果を表し、マッチしたテキストやその位置、グループなどの情報にアクセスするメソッドを提供します。

○MatchResult の主なプロパティとメソッド
value: マッチした全体の文字列を返します。

groupValues: マッチした部分と各グループの文字列を含むリストを返します。groupValues[0] は常に全体のマッチを表し、groupValues[1] 以降は各括弧で定義されたグループのマッチを表します。

groups: 各グループのマッチ情報を含む MatchGroupCollection を返します。各 MatchGroup は、マッチしたテキストとその範囲（インデックス）を持ちます。

range: マッチしたテキストの範囲（開始インデックスと終了インデックス）を返します。

○使用例

val regex = Regex("(\\d+)-(\\d+)")  
val input = "部屋番号は101-203です"  
  
// findAll を使用してすべてのマッチを取得し、詳細を表示  
val matches = regex.findAll(input)  
matches.forEach { matchResult ->  
  println("全体のマッチ: ${matchResult.value}") // 101-203  
  println("第一グループ: ${matchResult.groupValues[1]}") // 101  
  println("第二グループ: ${matchResult.groupValues[2]}") // 203  
}  
  
// replace を使用して、マッチする部分を変換  
val result = regex.replace(input) { mr ->  
  val start = mr.groupValues[1] // 第一グループ  
  val end = mr.groupValues[2]  // 第二グループ  
  "部屋${start}から部屋${end}まで"  
}

println(result) // 部屋101から部屋203までです
このように it を使ったブロックでは、MatchResult オブジェクトを通じてマッチしたデータの詳細な分析や操作が可能です。

replaceとreplaceAllは同じですか？

User
replaceとreplaceAllは同じですか？

ChatGPT
Kotlinの標準ライブラリにおいては、replace というメソッドが存在し、それが Java の replace および replaceAll の機能を兼ね備えています。Javaとは異なり、Kotlinでは replaceAll メソッドは存在しません。Kotlinの replace メソッドは、文字列置換と正規表現を用いた置換の両方をサポートしています。

Kotlin の replace メソッド
Kotlinで replace メソッドを使うと、次のように振る舞います：

文字列リテラルによる置換: これは単純な文字列の置換で、正規表現を使わない場合です。これは Java の replace に相当します。

val text = "hello world"  
val newText = text.replace("world", "kotlin")  
println(newText) // 出力: hello kotlin

正規表現による置換: この場合、第一引数に Regex オブジェクトか正規表現の文字列を渡し、マッチする部分を第二引数の文字列で置換します。これは Java の replaceAll に相当します。

val regexText = "hello 123 world 456"  
val processedText = regexText.replace(Regex("\\d+"), "number")  
println(processedText) // 出力: hello number world number

このように、Kotlinでは一つの replace メソッドで Java の replace と replaceAll の両方の機能を網羅しています。

kotlinのreplaceの後方参照に、$0, $1, .., $nは使えますか？

User
kotlinのreplaceの後方参照に、$0, $1, .., $nは使えますか？

ChatGPT
はい、Kotlinのreplaceメソッドでは後方参照を使用する際に、$0, $1, $2, ..., $n という形式を使うことができます。ここで、$0 は正規表現でマッチした全体を指し、$1 から $n は括弧()でグループ化された部分表現のそれぞれのマッチを指します。

使用例
次の例では、2つの単語が繰り返されるパターンを見つけ、それらを「Repeat:」という単語に続いて並べて表示するために後方参照を使用しています。

val text = "hello hello world world"  
val regex = Regex("(\\b\\w+\\b) \\1")  
val result = regex.replace(text, "Repeat: $1")  
println(result) // 出力: Repeat: hello Repeat: world

このコードでは、Regex("(\b\w+\b) \1") で各単語が繰り返される場所を検出し、replaceメソッドで後方参照$1を用いて、最初のグループにマッチした単語（繰り返された単語）をRepeat:に続けて出力しています。

この機能はテキストの再構成やデータの書式変更に非常に便利で、パターンにマッチした部分を柔軟に利用できます。

find, findAll, replaceに、大文字小文字の違いを無視するといった、正規表現のオプションを指定することはできますか？

User
ありがとうございました。

find, findAll, replaceに、大文字小文字の違いを無視するといった、正規表現のオプションを指定することはできますか？

ChatGPT
はい、Kotlinでは正規表現のオプションを指定することができ、その中で大文字小文字を無視するオプション（IGNORE_CASE）も利用可能です。これを使うことで、find、findAll、replace メソッドでの検索や置換を、大文字小文字の違いを無視して行うことができます。

正規表現のオプションを指定する方法
正規表現を作成する際に RegexOption を使用してオプションを指定します。たとえば、大文字小文字を無視する場合は RegexOption.IGNORE_CASE を指定します。

val pattern = Regex("pattern", RegexOption.IGNORE_CASE)

使用例
次のコードは、大文字小文字を無視して特定のパターンを探し、それに一致する全てのテキストを取得する例です。

val text = "Hello HELLO HeLLo hello"  
val regex = Regex("hello", RegexOption.IGNORE_CASE)  
val matches = regex.findAll(text).map { it.value }.toList()  
println(matches) // 出力: [Hello, HELLO, HeLLo, hello]

また、同様のオプションを使ってテキストの置換を行う例は以下のようになります。

val replacedText = regex.replace(text, "hi")  
println(replacedText) // 出力: hi hi hi hi

このように、RegexOption.IGNORE_CASE を使うことで、大文字小文字の違いを無視した柔軟なテキスト処理が可能になります。他にも MULTILINE, COMMENTS, LITERAL などのオプションが利用できますので、用途に応じて適切なオプションを選択してください。

オプションを指定した場合の振る舞いについて教えてください。

User
オプションを指定した場合の振る舞いについて教えてください。

ChatGPT
Kotlinで正規表現にオプションを指定すると、検索やマッチングの振る舞いが変わります。ここで紹介するのは、よく使用されるいくつかのオプションと、それぞれの振る舞いの違いです。

1. IGNORE_CASE（大文字小文字無視）
このオプションを指定すると、正規表現でのマッチングが大文字小文字を区別しなくなります。たとえば、Regex("abc", RegexOption.IGNORE_CASE) は "abc"、"Abc"、"ABC" などにマッチします。

2. MULTILINE（複数行モード）
MULTILINEオプションを使用すると、^ と $ のアンカーが各行の開始と終了にマッチします（通常は入力の開始と終了にのみマッチ）。これは、複数行のテキストを処理するときに有効です。

val text = "first line\nsecond line\nthird line"  
val regex = Regex("^second", RegexOption.MULTILINE)  
val matches = regex.find(text)?.value // "second line" にマッチ

3. COMMENTS（コメントモード）
COMMENTS オプションを使うと、正規表現内で空白とコメントが無視されます。これにより、複雑な正規表現をより読みやすく書くことができます。

val regex = Regex("""  
  ^    # 行の開始  
  \d+   # 一つ以上の数字  
  \.    # ピリオド  
  \s*   # 任意の空白（存在する場合）  
  (.+)   # キャプチャグループ（一つ以上の任意の文字）  
  $    # 行の終了  
""".trimIndent(), RegexOption.COMMENTS)

4. DOT_MATCHES_ALL（ドットが改行も含む）
通常、.（ドット）は改行文字を除く任意の単一文字にマッチしますが、DOT_MATCHES_ALLオプションを使うと、改行文字にもマッチするようになります。

val text = "hello\nworld"  
val regex = Regex("hello.world", RegexOption.DOT_MATCHES_ALL)  
val isMatch = regex.containsMatchIn(text) // true

これらのオプションを組み合わせて使用することも可能です。例えば、大文字小文字を無視しつつ、ドットが改行にもマッチするように設定することができます。

val regex = Regex("hello.world", setOf(RegexOption.IGNORE_CASE, RegexOption.DOT_MATCHES_ALL))

これらのオプションにより、正規表現の振る舞いを柔軟に調整し、さまざまなテキスト処理のニーズに対応することが可能です。

Regexのコンストラクタに、正規表現リテラルを渡すようなことはできますか？

User
ありがとうございました。

Regexのコンストラクタに、正規表現リテラルを渡すようなことはできますか？

ChatGPT
Kotlinでは、正規表現リテラルという概念は直接存在しません。JavaやKotlinで正規表現を使用する際は、文字列をRegexクラスのコンストラクタに渡すか、文字列に対して.toRegex()拡張関数を使用してRegexオブジェクトを生成します。これが、他の言語で見られる正規表現リテラルに相当する方法です。

Regex オブジェクトの生成方法
コンストラクタを使用する方法

val regex = Regex("[a-z]+")

文字列の拡張関数toRegexを使用する方法

val regex = "[a-z]+".toRegex()

どちらの方法も、文字列からRegexオブジェクトを生成しますが、正規表現リテラル（例：JavaScriptの/pattern/）と同じような短縮形は提供されていません。したがって、正規表現を使用する際は、常に文字列を使って表現し、それをRegexクラスに変換する必要があります。

これはKotlinの型安全性と表現力を保つための設計であり、正規表現を使用する際のエラーをコンパイル時にキャッチすることができる利点があります。

すると、オプションの指定を、/aiu/iのように指定することもできないのですね？

User
すると、オプションの指定を、/aiu/iのように指定することもできないのですね？

ChatGPT
その通りです。Kotlinでは、JavaScriptのように/pattern/flagsという形式で正規表現を指定するシンタックスはサポートされていません。Kotlinで正規表現のオプション（フラグ）を指定する場合、Regexクラスのコンストラクタにオプションを明示的に渡す必要があります。

正規表現オプションの指定方法
Kotlinで正規表現のオプションを指定するには、RegexOptionを使用します。これは列挙型で、様々なオプションが定義されています。例えば、大文字小文字を無視する場合はRegexOption.IGNORE_CASEを指定します。

val regex = Regex("aiu", RegexOption.IGNORE_CASE)

また、複数のオプションを指定したい場合は、setOfを用いて複数のRegexOptionを渡すことができます。

val regex = Regex("aiu", setOf(RegexOption.IGNORE_CASE, RegexOption.MULTILINE))

この方法で、必要な正規表現の挙動を細かく設定することが可能ですが、正規表現リテラルとして直接フラグを指定するショートカットは存在しません。Kotlinでは、このように型安全かつ明確にオプションを指定する方法を採用しています。