验证手机号码格式的正则表达式编写思路详解

一、获取目前中国三大运营商的手机号码段

号码段地址

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如上图我们可以根据不同运营商的号码段来编写正则，也可以进行统一校验的编写，我这边主要是编写统一校验的。

二、思路

1、为了得到号码段的规律，我们可以把它们先进行排序一下，排序代码如下：

  int[] phoneHead={134,135,136,137,138,139,182,183,187,188,152,157,158,159,150,147,184,151,178,1705
                  ,130,131,132,155,156,186,145,185,1709,1707,1708,176
                  ,133,153,180,181,189,177,1700,173};
          
          Arrays.sort(phoneHead);
          for(int head:phoneHead){
              System.out.print(head+"\t");
          }

排序结果：

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2、由上面的排序结果可以看出，规律还是挺明显的，首先我们来看一下

13开头：
130 131 132
133 134 135 136 137 138 139
对应正则为：(13[0-9]\d{8})

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14开头：145 147 对应正则为：(14[57]\d{8})

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15开头：
150 151 152
153 155 156 157 158 159
对应正则为：(15[0-35-9]\d{8})

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17开头：173 176 177 178 对应正则 为：(17[36-8]\d{8})

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18开头：180 181 182 183 184 185 186 187 188 189
对应正则为：(18[0-9]\d{8})

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170开头：1700 1705 1707 1708 1709 对应正则为：(170[057-9]\d{7})

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3、把上面的正则用或符号(|)拼在一起,就是一个完整的校验手机号的正则表达式了，如下

(13[0-9]\d{8})|(14[57]\d{8})|(15[0-35-9]\d{8})|(17[36-8]\d{8})|(18[0-9]\d{8})|(170[057-9]\d{7})

但此时，我们还是可以看出一些规律可以来简化这个正则表达式，类似初中数学的合并同类项，把\d{8}提取出来，简化为：
((13[0-9])|(14[57])|(15[0-35-9])|(17[36-8])|(18[0-9]))\d{8}|(170[057-9]\d{7})
为了更明显的查看分组，我们可以用分组括号把((13[0-9])|(14[57])|(15[0-35-9])|(17[36-8])|(18[0-9]))\d{8}包含起来，变为：
(((13[0-9])|(14[57])|(15[0-35-9])|(17[36-8])|(18[0-9]))\d{8})
于是，完整的正则就变为了：
(((13[0-9])|(14[57])|(15[0-35-9])|(17[36-8])|(18[0-9]))\d{8})|(170[057-9]\d{7})

4、优化

上面这个正则表达式已经可以投入编程使用了，但这个这个正则表达式分组有点多，获取捕获组的个数：

 String regex="(((13[0-9])|(14[57])|(15[0-35-9])|(17[36-8])|(18[0-9]))\\d{8})|(170[057-9]\\d{7})";
           Matcher m=Pattern.compile(regex).matcher("");
           System.out.println(m.groupCount());

可以得到8个分组，但如果我们只是用来校验的话，直接用非捕获组就可以了，这样可以提高一些性能。
提示：（）捕获组会把匹配到的数据缓存起来，(?:)非捕获组不会缓存匹配到的数据。
借助正则工具，我们可以很清晰得看到分组的情况：

改为非捕获组后，正则变为：(?:(?:(?:13[0-9])|(?:14[57])|(?:15[0-35-9])|(?:17[36-8])|(?:18[0-9]))\d{8})|(?:170[057-9]\d{7})
此时在RegexBuddy正则工具上可以看到0个分组

5、结果

最终我们得到的正则表达式为
(?:(?:(?:13[0-9])|(?:14[57])|(?:15[0-35-9])|(?:17[36-8])|(?:18[0-9]))\d{8})|(?:170[057-9]\d{7})

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若是要匹配开头和结尾的话，改为
^(?:(?:(?:13[0-9])|(?:14[57])|(?:15[0-35-9])|(?:17[36-8])|(?:18[0-9]))\d{8})|(?:170[057-9]\d{7})$

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当然，如果不需要准确校验的话，其实可以这么写就够了，如下：
^1\d{10}$