正規表現を使って文字列がパターンに一致するか調べるには？［C#／VB］：.NET TIPS
RegexクラスのIsMatch静的メソッドで、ある文字列が何らかのパターンにマッチするかを調べるための基本を取り上げる。
正規表現は、文字列を扱うプログラマーにとって（すなわち、ほとんどの開発者にとって）、必須のスキルである。まずはその基本となるパターンマッチングの方法を押さえておこう。本稿では、Regexクラス（System.Text.RegularExpressions名前空間）のIsMatchメソッドについて解説するとともに、よく使う簡単な正規表現の書き方なども紹介する。
なお、本稿で説明する正規表現は、.NET Frameworkのものである。JavaScriptの正規表現などでは細部が異なるので注意してほしい。
正規表現を使って文字列がパターンに一致するか調べるには？
RegexクラスのIsMatch静的メソッドを使えばよい（次のコード）。
using System.Text.RegularExpressions;
……省略……
bool result = Regex.IsMatch("{検査対象文字列}", "{正規表現パターン}");
Imports System.Text.RegularExpressions
……省略……
Dim result As Boolean = Regex.IsMatch("{検査対象文字列}", "{正規表現パターン}")
第1引数に対象の文字列を与え、第2引数には正規表現パターンを表す文字列を与える。
対象文字列中にパターンと一致する文字列が見つかれば、trueが返る（見つからなかったらfalse）。
ただし、IsMatch静的メソッドは、実行されるたびに引数の正規表現パターンを解析する。繰り返し同じマッチングを実行すると分かっている場合は、正規表現パターンをあらかじめコンパイルして保持するRegexオブジェクトを生成しておき、IsMatchインスタンスメソッドを使うと高速化できる（次のコード）。
using System.Text.RegularExpressions;
……省略……
var rx = new Regex("{正規表現パターン}", RegexOptions.Compiled);
bool result = rx.IsMatch("{検査対象文字列}" );
Imports System.Text.RegularExpressions
……省略……
Dim rx = New Regex("{正規表現パターン}", RegexOptions.Compiled)
Dim result As Boolean = rx.IsMatch("{検査対象文字列}")
このようにしてインスタンスメソッドを使っても、前述の静的メソッドを使った場合と同じ結果が得られる。
ここでは、Regexオブジェクトを作るときにRegexOptions.Compiledオプションも渡している。これにより、正規表現パターンが解釈され、すぐに実行できるコードとしてメモリ上にコンパイルされる。Regexオブジェクトを作る時間は長くなるが、IsMatchメソッドの実行は高速化されるのである。
正規表現パターンを使わない場合
パターンマッチングというと難しそうだが、正規表現パターンを使わなければStringクラス（System名前空間）のContainsメソッドと同じだ。
例えば、文字列中に「"吾輩は猫である"」という文字列が含まれているかどうかを検査するのに、Containsメソッドを使うなら次のコードのように書ける。
using static System.Console;
……省略……
WriteLine("吾輩は猫である。名前はまだ無い。".Contains("吾輩は猫である"));
// → True
WriteLine("吾輩は犬である。名前はまだ無い。".Contains("吾輩は猫である"));
// → False
Imports System.Console
……省略……
WriteLine("吾輩は猫である。名前はまだ無い。".Contains("吾輩は猫である"))
' → True
WriteLine("吾輩は犬である。名前はまだ無い。".Contains("吾輩は猫である"))
' → False
C#コードの冒頭にある「using static System.Console;」という書き方は、Visual Studio 2015からのものだ。詳しくは、「.NET TIPS：構文：クラス名を書かずに静的メソッドを呼び出すには？［C# 6.0］」をご覧いただきたい。同様な機能がVBには以前から備わっており、「.NET TIPS：VB.NETでクラス名を省略してメソッドや定数を利用するには？」で解説している。
上と同じことを、RegexクラスのIsMatchメソッドを使うと、次のコードのように書ける。
using static System.Console;
using System.Text.RegularExpressions;
……省略……
WriteLine(Regex.IsMatch("吾輩は猫である。名前はまだ無い。", "吾輩は猫である"));
// → True
WriteLine(Regex.IsMatch("吾輩は犬である。名前はまだ無い。", "吾輩は猫である"));
// → False
Imports System.Console
Imports System.Text.RegularExpressions
……省略……
WriteLine(Regex.IsMatch("吾輩は猫である。名前はまだ無い。", "吾輩は猫である"))
' → True
WriteLine(Regex.IsMatch("吾輩は犬である。名前はまだ無い。", "吾輩は猫である"))
' → False
先のStringクラスのContainsメソッドを使った例と、同じ結果が得られる。
RegexクラスのIsMatch静的メソッドは、StringクラスのContainsメソッドと似た感じで使用できる。
上のコードでは冒頭で2つの名前空間をインポートしている。同じインポートが以降のサンプルコードでも必要であるが、以降では省略させていただく。
ところで、猫だけでなく犬でもOKにしたい、すなわち、「"吾輩は猫である"」または「"吾輩は犬である"」という文字列が含まれているかどうかを検査したいときは、どうしたらよいだろうか？ StringクラスのContainsメソッドを使うなら、2回検査して、それらの結果をORで結合するしかないだろう。
OR条件を指定する代替構成体「|」
この「AまたはBが文字列に含まれているか？」という検査が、正規表現パターンを使うとIsMatchメソッド1回の呼び出しで済むのだ。
正規表現パターンの中で代替構成体「|」を使ってOR条件を指定する。OR条件の範囲を示すために「()」で囲む。「"吾輩は猫である"」または「"吾輩は犬である"」という文字列が含まれているかどうかを検査するには、「"吾輩は(猫|犬)である"」という正規表現パターンを使って次のコードのように書ける。
WriteLine(Regex.IsMatch("吾輩は猫である。名前はまだ無い。", "吾輩は(猫|犬)である"));
// → True
WriteLine(Regex.IsMatch("吾輩は犬である。名前はまだ無い。", "吾輩は(猫|犬)である"));
// → True
WriteLine(Regex.IsMatch("吾輩は鳥である。名前はまだ無い。", "吾輩は(猫|犬)である"));
// → False
WriteLine(Regex.IsMatch("吾輩は猫である。名前はまだ無い。", "吾輩は(猫|犬)である"))
' → True
WriteLine(Regex.IsMatch("吾輩は犬である。名前はまだ無い。", "吾輩は(猫|犬)である"))
' → True
WriteLine(Regex.IsMatch("吾輩は鳥である。名前はまだ無い。", "吾輩は(猫|犬)である"))
' → False
「(猫|犬)」という正規表現パターンは、「犬」または「猫」という文字を表している。そのため、「"吾輩は猫である"」と「"吾輩は犬である"」にはマッチするが、「"吾輩は鳥である"」にはマッチしない。
このように、StringクラスのContainsメソッドでは複数回の検査が必要だったマッチング処理が、正規表現を使うと1回で済むのだ。コーディング量が減るだけでなく、（正規表現が読めるならば）理解しやすいコードになるのである。
正規表現とは、複雑なパターンマッチング処理を簡潔に記述するためのものなのだ。そのためにさまざまな機能が正規表現に与えられているが、それが逆に正規表現を取っ付きにくいものにしているともいえる。まずは簡単な機能からちょっとずつ覚えていこう。
以降では、よく使う正規表現のパターンやオプションを紹介していく。
StartsWith／EndsWithで比較するアンカー「^」と「$」
「^」は、パターンが文字列の先頭から始まることを表す。StringクラスのStartsWithメソッドに相当する。
「$」は、パターンが文字列の末尾で終わることを表す。StringクラスのEndsWithメソッドに相当する。
それぞれの例を次のコードに示す。
WriteLine(Regex.IsMatch("吾輩は猫である。名前はまだ無い。", "^名前はまだ無い。"));
// → False
// 次のStartsWithに相当
WriteLine("吾輩は猫である。名前はまだ無い。".StartsWith("名前はまだ無い。"));
// → False
WriteLine(Regex.IsMatch("吾輩は猫である。名前はまだ無い。", "名前はまだ無い。$"));
// → True
// 次のEndsWithに相当
WriteLine("吾輩は猫である。名前はまだ無い。".EndsWith("名前はまだ無い。"));
// → True
WriteLine(Regex.IsMatch("吾輩は猫である。名前はまだ無い。", "^名前はまだ無い。"))
' → False
' 次のStartsWithに相当
WriteLine("吾輩は猫である。名前はまだ無い。".StartsWith("名前はまだ無い。"))
' → False
WriteLine(Regex.IsMatch("吾輩は猫である。名前はまだ無い。", "名前はまだ無い。$"))
' → True
' 次のEndsWithに相当
WriteLine("吾輩は猫である。名前はまだ無い。".EndsWith("名前はまだ無い。"))
' → True
ワイルドカードを表す文字クラス「.」と「[]」
ここからは、Stringクラスの機能だけで実装するのは難しい処理になる（VBのLike演算子は、ある程度は似たことが可能）。
「.」は、ワイルドカードである。任意の1文字とマッチする（次のコード）。
WriteLine(Regex.IsMatch("吾輩は猫である。", "吾輩.猫")); // → True
WriteLine(Regex.IsMatch("吾輩も猫である。", "吾輩.猫")); // → True
WriteLine(Regex.IsMatch("吾輩もまた猫である。", "吾輩.猫")); // → False
WriteLine(Regex.IsMatch("吾輩は猫である。", "吾輩.猫")) ' → True
WriteLine(Regex.IsMatch("吾輩も猫である。", "吾輩.猫")) ' → True
WriteLine(Regex.IsMatch("吾輩もまた猫である。", "吾輩.猫")) ' → False
「.」は任意の1文字を表すので、「は」にも「も」にもマッチする（1番目と2番目）。ただし、3番目は「吾輩」と「猫」の間に「もまた」と3文字あるため、マッチしない。
なお、「.」という文字自体にマッチするかを調べるには、「\」記号を付けて「\.」と書く。
また、「任意の1文字」といっても、既定では「\n」／vbLFは除外されている（後述するSingleline／「(?s)」オプションを参照）。
「[]」は、その中に書いた文字のどれか1文字にマッチする。いわば、制限付きのワイルドカードである。「[]」の中には、文字を範囲で指定してもよいし、文字を列挙してもよい（あるいは、両方を併用してもよい）。
また、「[]」の先頭に「^」を置くと、否定の意味になる（「[]」の中にない任意の1文字とマッチする）。
以上の例を次のコードに示す。
// 範囲指定
WriteLine(Regex.IsMatch("猫が5匹いる", "[1-9]匹")); // → True
WriteLine(Regex.IsMatch("猫が五匹いる", "[1-9]匹")); // → False
// 列挙
WriteLine(Regex.IsMatch("猫が5匹いる", "[123456789]匹")); // → True
// 範囲指定と列挙の併用
WriteLine(Regex.IsMatch("猫が5匹いる", "[1-46-9]匹")); // → False
// []内の先頭の「^」は否定の意味
WriteLine(Regex.IsMatch("猫が五匹いる", "[^1-9]匹")); // → True
// 全角文字でも範囲指定は可能
WriteLine(Regex.IsMatch("猫が５匹いる", "[１-９]匹")); // → True
// ただし漢数字には注意!
WriteLine(Regex.IsMatch("猫が五匹いる", "[一-九]匹")); // → False
' 範囲指定
WriteLine(Regex.IsMatch("猫が5匹いる", "[1-9]匹")) ' → True
WriteLine(Regex.IsMatch("猫が五匹いる", "[1-9]匹")) ' → False
' 列挙
WriteLine(Regex.IsMatch("猫が5匹いる", "[123456789]匹")) ' → True
' 範囲指定と列挙の併用
WriteLine(Regex.IsMatch("猫が5匹いる", "[1-46-9]匹")) ' → False
' []内の先頭の「^」は否定の意味
WriteLine(Regex.IsMatch("猫が五匹いる", "[^1-9]匹")) ' → True
' 全角文字でも範囲指定は可能
WriteLine(Regex.IsMatch("猫が５匹いる", "[１-９]匹")) ' → True
' ただし漢数字には注意!
WriteLine(Regex.IsMatch("猫が五匹いる", "[一-九]匹")) ' → False
「[1-9]」は、文字「1」から文字「9」（つまり、1から9までの数字）のいずれか1文字を表す。「[123456789]」と列挙しても同じ意味だ。
範囲指定と列挙は、「[1-46-9]」のように併用できる。「[1-46-9]」の意味は、「1から4までの数字、または6から9の数字のいずれか1文字」である（従って、文字「5」はマッチしない）。
「[]」の中の先頭に「^」を置くと、否定になる。「[^1-9]」は、「1から9を除く文字のいずれか1文字」にマッチする。
なお、全角文字でも範囲指定は使えるが、範囲は文字コードで判断されるので気を付けよう。「一」の文字コードはU+4E00、「九」のそれはU+4E5Dであり、「[一-九]」は文字コードでU+4E00からU+4E5Dの範囲のどれか1文字という意味になる。「五」の文字コードはU+4E94であり、「[一-九]」の範囲外である。
繰り返し回数を表す量指定子「?」／「*」／「+」／「{n,m}」
文字または文字クラスの繰り返し回数を指定するものだ。文字クラスの繰り返しとは、同じ文字の繰り返しだけではない。例えば「[0-9]{3,}」と書くと、「数字が3文字以上続く」という意味になる。
- 「?」は、0回または1回
- 「*」は、0回または1回以上
- 「+」は、1回以上
- 「{n,m}」（nとmは整数値）は、n回以上、m回以下。ただし、後ろの数値を省略して「{n,}」とすると、n回以上。さらに「,」も省略して「{n}」とすると、n回
以上の例を次のコードに示す。
// 量指定子「?」（0回または1回）
WriteLine(Regex.IsMatch("この月は寒い", "この[0-9]?月")); // → True
WriteLine(Regex.IsMatch("この1月は寒い", "この[0-9]?月")); // → True
WriteLine(Regex.IsMatch("この12月は寒い", "この[0-9]?月")); // → False
// 量指定子「*」（0回または1回以上）
WriteLine(Regex.IsMatch("この月は寒い", "この[0-9]*月")); // → True
WriteLine(Regex.IsMatch("この1月は寒い", "この[0-9]*月")); // → True
WriteLine(Regex.IsMatch("この12月は寒い", "この[0-9]*月")); // → True
// 量指定子「+」（1回以上）
WriteLine(Regex.IsMatch("この月は寒い", "この[0-9]+月")); // → False
WriteLine(Regex.IsMatch("この1月は寒い", "この[0-9]+月")); // → True
WriteLine(Regex.IsMatch("この12月は寒い", "この[0-9]+月")); // → True
// 量指定子「{n,m}」（n回以上、m回以下）
WriteLine(Regex.IsMatch("この月は寒い", "この[0-9]{2,2}月")); // → False
WriteLine(Regex.IsMatch("この1月は寒い", "この[0-9]{2,2}月")); // → False
WriteLine(Regex.IsMatch("この12月は寒い", "この[0-9]{2,2}月")); // → True
// 注：この例は、「{2,}」や「{2}」と書いても同じ
' 量指定子「?」（0回または1回）
WriteLine(Regex.IsMatch("この月は寒い", "この[0-9]?月")) ' → True
WriteLine(Regex.IsMatch("この1月は寒い", "この[0-9]?月")) ' → True
WriteLine(Regex.IsMatch("この12月は寒い", "この[0-9]?月")) ' → False
' 量指定子「*」（0回または1回以上）
WriteLine(Regex.IsMatch("この月は寒い", "この[0-9]*月")) ' → True
WriteLine(Regex.IsMatch("この1月は寒い", "この[0-9]*月")) ' → True
WriteLine(Regex.IsMatch("この12月は寒い", "この[0-9]*月")) ' → True
' 量指定子「+」（1回以上）
WriteLine(Regex.IsMatch("この月は寒い", "この[0-9]+月")) ' → False
WriteLine(Regex.IsMatch("この1月は寒い", "この[0-9]+月")) ' → True
WriteLine(Regex.IsMatch("この12月は寒い", "この[0-9]+月")) ' → True
' 量指定子「{n,m}」（n回以上、m回以下）
WriteLine(Regex.IsMatch("この月は寒い", "この[0-9]{2,2}月")) ' → False
WriteLine(Regex.IsMatch("この1月は寒い", "この[0-9]{2,2}月")) ' → False
WriteLine(Regex.IsMatch("この12月は寒い", "この[0-9]{2,2}月")) ' → True
' 注：この例は、「{2,}」や「{2}」と書いても同じ
処理実行時のオプション
マッチング処理の動作を変更するオプションがある。そのようなオプションは、IsMatchメソッドの引数として与えるか、正規表現の中に埋め込むインラインオプションとして与える。埋め込む場合は、正規表現の途中でオプション指定の変更が可能だ（解除するにはオプション文字の前に「-」を付ける）。複数のオプションを指定するには、引数の場合は論理OR演算子「|」（C#）／「Or」（VB）で結合し、埋め込む場合は単に並置する。引数か埋め込みかは自由だが、ただでさえ正規表現は複雑になりがちなので、（正規表現の途中で指定変更が必要な場合を除いて）引数で与えた方がよいだろう。
以下、主なものを3つ紹介する。
IgnoreCase／「(?i)」は、大文字／小文字の区別をしない（次のコード）。
// IsMatchの引数として与える
WriteLine(Regex.IsMatch("123abc", "[A-Z]+$"));
// → False
WriteLine(Regex.IsMatch("123abc", "[A-Z]+$", RegexOptions.IgnoreCase));
// → True
// 正規表現に埋め込む
WriteLine(Regex.IsMatch("123abc", "(?i)[A-Z]+$")); // → True
// 埋め込みオプションは「-」を付けると解除。正規表現の途中でON/OFFできる
WriteLine(Regex.IsMatch("123abc", "(?i)[A-Z](?-i)[A-Z]+$")); // → False
WriteLine(Regex.IsMatch("123aBC", "(?i)[A-Z](?-i)[A-Z]+$")); // → True
' IsMatchの引数として与える
WriteLine(Regex.IsMatch("123abc", "[A-Z]+$"))
' → False
WriteLine(Regex.IsMatch("123abc", "[A-Z]+$", RegexOptions.IgnoreCase))
' → True
' 正規表現に埋め込む
WriteLine(Regex.IsMatch("123abc", "(?i)[A-Z]+$")) ' → True
' 埋め込みオプションは「-」を付けると解除。正規表現の途中でON/OFFできる
WriteLine(Regex.IsMatch("123abc", "(?i)[A-Z](?-i)[A-Z]+$")) ' → False
WriteLine(Regex.IsMatch("123aBC", "(?i)[A-Z](?-i)[A-Z]+$")) ' → True
Multiline／「(?m)」は、「複数行モード」を指定する。対象の文字列が複数行から成っているとき、行ごとにマッチング処理をする（次のコード）。
var inputString1 = "123abc\n2行目";
WriteLine(Regex.IsMatch(inputString1, "[A-Z]+$",
RegexOptions.IgnoreCase)); // → False
WriteLine(Regex.IsMatch(inputString1, "[A-Z]+$",
RegexOptions.IgnoreCase | RegexOptions.Multiline)); // → True
WriteLine(Regex.IsMatch(inputString1, "(?im)[A-Z]+$")); // → True
// ただし、「\r\n」には対応していないので、実際には「\r?$」と書く
var inputString2
= @"123abc
2行目";
WriteLine(Regex.IsMatch(inputString2, "[a-z]+$",
RegexOptions.Multiline)); // → False
WriteLine(Regex.IsMatch(inputString2, "[a-z]+\r?$",
RegexOptions.Multiline)); // → True
// [\r\n]と書いてオプションなしでもよい（この方が分かりやすい）
WriteLine(Regex.IsMatch(inputString2, "[a-z]+[\r\n]")); // → True
Dim InputString1 = "123abc" + vbLf + "2行目"
WriteLine(Regex.IsMatch(InputString1, "[A-Z]+$", RegexOptions.IgnoreCase))
' → False
WriteLine(Regex.IsMatch(InputString1, "[A-Z]+$",
RegexOptions.IgnoreCase Or RegexOptions.Multiline))
' → True
WriteLine(Regex.IsMatch(InputString1, "(?im)[A-Z]+$"))
' → True
' ただし、vbCrLfには対応していないので、実際には「\r?$」と書く
Dim inputString2 = "123abc" + vbCrLf + "2行目"
WriteLine(Regex.IsMatch(inputString2, "[a-z]+$", RegexOptions.Multiline))
' → False
WriteLine(Regex.IsMatch(inputString2, "[a-z]+\r?$", RegexOptions.Multiline))
' → True
' [\r\n]と書いてオプションなしでもよい（この方が分かりやすい）
WriteLine(Regex.IsMatch(inputString2, "[a-z]+[\r\n]"))
' → True
複数のオプションを指定する例も示すために、前半にはIgnoreCaseオプションも付けてある。
文字列「"123abc\n2行目"」／「"123abc" + vbLf + "2行目"」の末尾は「2行目」であり、正規表現「"[A-Z]+$"」（末尾に英字が1文字以上）にはマッチしない。
ところが、Multilineオプションを指定して複数行モードにすると、入力文字列が「"123abc"」と「"2行目"」という2つの行から成り立っていると解釈され、それぞれの行ごとにマッチングが検査される。1行目の末尾は「abc」なので、（IgnoreCaseオプションを付けた）正規表現「"[A-Z]+$"」にマッチすることになる。
なお、Windowsで一般的に使われる改行記号「\r\n」／vbCrLfには対応していないので、注意してほしい。アンカー「$」の前に「\r?」（「\r」／vbCrが0個または1個）を書いておく必要がある。
Singleline／「(?s)」は、「単一行モード」を指定する。ワイルドカード「.」のマッチ対象は、既定では「\n」を除く文字なのだが、それが「\n」を含む全ての文字に変わる（次のコード）。
var inputString
= @"123abc
2行目";
WriteLine(Regex.IsMatch(inputString, "123.+2行目")); // → False
WriteLine(Regex.IsMatch(inputString, "123.+2行目",
RegexOptions.Singleline)); // → True
WriteLine(Regex.IsMatch(inputString, "(?s)123.+2行目")); // → True
Dim InputString = "123abc" + vbCrLf + "2行目"
WriteLine(Regex.IsMatch(InputString, "123.+2行目")) ' → False
WriteLine(Regex.IsMatch(InputString, "123.+2行目",
RegexOptions.Singleline)) ' → True
WriteLine(Regex.IsMatch(InputString, "(?s)123.+2行目")) ' → True
正規表現「"123.+2行目"」は「123」の後に任意の文字が続いてから「2行目」という文字が来るという意味だ。しかし、既定では「\n」／「vbLf」は文字クラス「.」とマッチしない（＝「\n」／「vbLf」は「任意の文字」に含まれない）。そのため、最初のマッチングは失敗する。
Singlelineオプションを付けると、「\n」／「vbLf」も文字クラス「.」とマッチするように変わるため、マッチングが成功する（2番目と3番目）。
なお、Singlelineオプションを付けても、正規表現「abc2行目」とはマッチしない。改行記号が無視されるわけではないからだ。そのような場合には、あらかじめ改行記号を削除しておく必要がある。
まとめ
正規表現を使って文字列がパターンに一致するか調べるには、RegexクラスのIsMatch静的メソッドを使えばよい。繰り返し実行すると分かっている場合は、RegexOptions.Compiledオプションを付けてRegexインスタンスを作り、そのIsMatchインスタンスメソッドを使うとマッチング処理を高速にできる。
また、本稿では主な正規表現と実行時オプションも簡単に紹介した。詳しくはMSDNの「.NET Framework の正規表現」をご覧いただきたい。
利用可能バージョン：.NET Framework 1.1以降（サンプルコードにはそれ以降の構文も含む）
カテゴリ：クラス・ライブラリ 処理対象：文字列
使用ライブラリ：Regexクラス（System.Text.RegularExpressions名前空間）
使用ライブラリ：RegexOptions列挙体（System.Text.RegularExpressions名前空間）
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正規表現を使って文字列を置換するには？［C#／VB］