C#正規表現：Regexクラスとパターンマッチング実践ガイド

正規表現（Regular Expression）とは、入力テキストに対してマッチングできるパターンのことです。.NET Frameworkには正規表現エンジンが用意されており、このようなマッチングを実行できます。パターンは1つ以上の文字リテラル、演算子、または構成要素で構成されます。

正規表現を定義するための構成要素

正規表現を定義するための文字、演算子、構成要素にはさまざまなカテゴリがあります。

• 文字エスケープ
• 文字クラス
• アンカー
• グループ化構成要素
• 量指定子
• 後方参照構成要素
• 選択構成要素
• 置換
• その他の構成要素

Regexクラス

Regexクラスは正規表現を表現するために使用されます。よく使用されるメソッドは以下の通りです。

No.	メソッドと説明
1	IsMatch(input) - 指定入力文字列で正規表現が一致するか判定
2	IsMatch(input, startat) - 指定位置から検索開始
3	IsMatch(input, pattern) - 静的メソッドでパターン指定して判定
4	Matches(input) - 入力文字列で正規表現のすべての出現を検索しMatchCollectionを返す
5	Replace(input, replacement) - 一致する部分を置換文字列で置き換え
6	Split(input) - 正規表現パターンで入力文字列を分割し配列を返す

よく使用される正規表現パターン

パターン	意味	例
.	改行以外の任意の1文字	a.c → "abc", "axc"
\d	数字（0-9）	\d{3} → "123"
\D	数字以外
\w	単語文字（英数字と_）	\w+ → "hello123"
\W	非単語文字
\s	空白文字（スペース、タブ、改行）
\S	非空白文字
^	行の先頭（アンカー）	^Hello
$	行の末尾（アンカー）	World$
*	0回以上の繰り返し	ab*c → "ac", "abc", "abbc"
+	1回以上の繰り返し	ab+c → "abc", "abbc"
?	0回または1回	ab?c → "ac", "abc"
{n}	ちょうどn回	\d{3}
{n,}	n回以上	\d{2,}
{n,m}	n回以上m回以下	\d{2,4}
[abc]	a, b, cのいずれか1文字	[aeiou]
[^abc]	a, b, c以外の1文字
[a-z]	aからzの範囲
(pattern)	キャプチャグループ	(\d{3})-(\d{4})
(?:pattern)	非キャプチャグループ
|	または（選択）	cat|dog

実用例

例1：'S'で始まる単語をマッチング

using System;
using System.Text.RegularExpressions;

namespace RegExApplication {
    class Program {
        private static void ShowMatch(string text, string expr) {
            Console.WriteLine("The Expression: " + expr);
            MatchCollection mc = Regex.Matches(text, expr);
            foreach (Match m in mc) {
                Console.WriteLine(m);
            }
        }
        
        static void Main(string[] args) {
            string str = "A Thousand Splendid Suns";
            Console.WriteLine("Matching words that start with 'S': ");
            ShowMatch(str, @"\bS\S*");
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

実行結果：

Matching words that start with 'S':
The Expression: \bS\S*
Splendid
Suns

例2：'m'で始まり'e'で終わる単語をマッチング

string str = "make maze and manage to measure it";
Console.WriteLine("Matching words start with 'm' and ends with 'e':");
ShowMatch(str, @"\bm\S*e\b");

実行結果：

Matching words start with 'm' and ends with 'e':
The Expression: \bm\S*e\b
make
maze
manage
measure

例3：余分な空白の置換

using System;
using System.Text.RegularExpressions;

namespace RegExApplication {
    class Program {
        static void Main(string[] args) {
            string input = "Hello    World ";
            string pattern = @"\s+";
            string replacement = " ";
            
            Regex rgx = new Regex(pattern);
            string result = rgx.Replace(input, replacement);
            
            Console.WriteLine("Original String: '{0}'", input);
            Console.WriteLine("Replacement String: '{0}'", result);
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

実行結果：

Original String: 'Hello    World '
Replacement String: 'Hello World '

実用的なパターン例

メールアドレス検証（簡易版）

string emailPattern = @"^[^@\s]+@[^@\s]+\.[^@\s]+$";
bool isValid = Regex.IsMatch("user@example.com", emailPattern);  // true

電話番号抽出

string text = "電話: 03-1234-5678, 携帯: 090-1234-5678";
foreach (Match m in Regex.Matches(text, @"\d{2,4}-\d{4}-\d{4}")) {
    Console.WriteLine(m.Value);
}
// 03-1234-5678
// 090-1234-5678

HTMLタグ除去

string html = "
Hello World!
";
string plain = Regex.Replace(html, @"<[^>]+>", "");
// "Hello World!"

キャプチャグループを使用した日付解析

string dateText = "2024-03-15";
var match = Regex.Match(dateText, @"(?\d{4})-(?\d{2})-(?\d{2})");
if (match.Success) {
    Console.WriteLine($"Year: {match.Groups["year"].Value}");
    Console.WriteLine($"Month: {match.Groups["month"].Value}");
    Console.WriteLine($"Day: {match.Groups["day"].Value}");
}

RegexOptions

オプション	説明
IgnoreCase	大文字小文字を区別しない
Multiline	^/$を行頭/行末として扱う
Singleline	.を改行にもマッチさせる
Compiled	アセンブリにコンパイル（初回遅いが実行高速）
ExplicitCapture	明示的グループのみキャプチャ
CultureInvariant	カルチャ非依存の比較

オプション指定例

// 大文字小文字無視
Regex regex = new Regex(@"pattern", RegexOptions.IgnoreCase);

// 複数オプション組み合わせ
Regex regex2 = new Regex(@"^start.*end$", RegexOptions.Multiline | RegexOptions.IgnoreCase);

// 静的メソッドでオプション指定
bool matched = Regex.IsMatch(input, pattern, RegexOptions.IgnoreCase);

パフォーマンスのヒント

• 同じパターンを繰り返し使用する場合はRegexインスタンスを再利用する（またはCompiledオプション）
• 過度なバックトラックを引き起こすパターン（(.*)*等）を避ける
• 単純な文字列検索/置換にはstring.Contains/Replaceの方が高速
• Regex.Matchで最初の1つだけ必要な場合はMatchesを使わない

よくある落とし穴

• @プレフィックス（逐語的文字列リテラル）を忘れるとバックスラッシュが二重エスケープ必要になる
• 貪欲マッチ（.*）が意図せず長くマッチする → 非貪欲（.*?）を使用
• ^/$はデフォルトで文字列全体の先頭/末尾。複数行モードではMultilineオプション必須