【C#】Regex(正規表現)を使いこなそう｜コード例つきでわかりやすく解説

こんにちは！

プログラミングをしていると、文字列の検索や置換、抽出といった処理は避けては通れません。そんなとき、非常に強力なツールとなるのが正規表現（Regex）です。

C#でRegexを使いたいけど、どう書けばいいの？

正規表現の書き方がよくわからない…

実践的な使い方を知りたい！

このような悩みを持っている方も多いのではないでしょうか？

この記事では、C#における正規表現の基礎から応用まで、具体的な例を交えながら詳しくご紹介します。

この記事は次のような人におすすめ！

C#での正規表現の基本的な使い方を知りたい
Regexクラスのメソッドについて詳しく学びたい
実践的な正規表現パターンを知りたい
パフォーマンスを考慮した正規表現の書き方を学びたい

この記事を読めば、C#での正規表現の使い方がしっかりと理解できるだけでなく、実際のコードでも活用できるようになりますよ！
さらに、パフォーマンスを意識した正規表現の書き方もお伝えしています。

「C#で正規表現を使いたい方」「より効率的なコードを書きたい方」は、ぜひ参考にしてください。

それでは、順を追って詳しく見ていきましょう！

Contents

正規表現（Regex）とは？

まずは、正規表現について簡単におさらいしておきましょう。

正規表現（Regular Expression、略してRegex）とは、文字列のパターンを表現するための強力なツールです。例えば、メールアドレスの形式チェックや、特定のフォーマットに従った文字列の抽出など、様々な用途で活用されています。

C#では、System.Text.RegularExpressions名前空間にあるRegexクラスを使って正規表現を扱います。このクラスを使うことで、以下のような操作が簡単に行えます。

文字列が特定のパターンにマッチするかどうかの判定
パターンにマッチする部分文字列の抽出
パターンに基づいた文字列の置換
パターンを基準とした文字列の分割

例えば、次のようなコードで簡単な文字列のマッチングができます。


using System;
using System.Text.RegularExpressions;

string text = "Hello, World!";
bool isMatch = Regex.IsMatch(text, @"World");  // true を返します

特に、C#では@記号を使用することで、バックスラッシュをエスケープする必要がなく、正規表現パターンを見やすく書くことができます。これは、C#における正規表現の大きな特徴の一つです。

C#での正規表現の基本構文

C#での正規表現は、特殊文字（メタ文字）を組み合わせてパターンを表現します。主な特殊文字と、その意味を見ていきましょう。

基本的な特殊文字

文字クラス


[abc]    // a, b, c のいずれかにマッチ
[^abc]   // a, b, c 以外の文字にマッチ
[a-z]    // a から z までの小文字にマッチ
[A-Z]    // A から Z までの大文字にマッチ
[0-9]    // 0 から 9 までの数字にマッチ

量指定子


*        // 0回以上の繰り返し
+        // 1回以上の繰り返し
?        // 0回または1回
{n}      // ちょうどn回
{n,}     // n回以上
{n,m}    // n回以上m回以下

位置指定


^        // 行の先頭
$        // 行の末尾
\b       // 単語の境界

よく使う正規表現パターンの例


// 数字のみの文字列を判定
string pattern1 = @"^\d+$";
bool isNumeric = Regex.IsMatch("12345", pattern1);  // true

// 英数字のみの文字列を判定
string pattern2 = @"^[a-zA-Z0-9]+$";
bool isAlphanumeric = Regex.IsMatch("abc123", pattern2);  // true

// 空白文字を含まない文字列を判定
string pattern3 = @"^\S+$";
bool hasNoWhitespace = Regex.IsMatch("NoSpaces", pattern3);  // true

これらのパターンは、例えばユーザー入力のバリデーションなどで活用できます。

C#で使えるRegexクラスとメソッド

C#のRegexクラスには、様々な便利なメソッドが用意されています。主要なメソッドとその使い方を見ていきましょう。

IsMatchメソッド

IsMatchメソッドは、文字列がパターンにマッチするかどうかを判定します。


string text = "The quick brown fox";
bool containsFox = Regex.IsMatch(text, @"fox");  // true

// より複雑な例：メールアドレスの簡易チェック
string email = "user@example.com";
bool isValidEmail = Regex.IsMatch(email, @"^[^@\s]+@[^@\s]+\.[^@\s]+$");  // true

Match と Matchesメソッド

Matchメソッドは最初にマッチした部分を、Matchesメソッドはすべてのマッチを取得します。


string text = "The year 2023 and 2024";

// 最初の数字を取得
Match match = Regex.Match(text, @"\d+");
if (match.Success)
{
    Console.WriteLine(match.Value);  // "2023"を出力
}

// すべての数字を取得
MatchCollection matches = Regex.Matches(text, @"\d+");
foreach (Match m in matches)
{
    Console.WriteLine(m.Value);  // "2023"と"2024"を出力
}

Replaceメソッド

Replaceメソッドは、パターンにマッチする部分を指定した文字列に置換します。


string text = "Hello, World!";
string replaced = Regex.Replace(text, @"World", "C#");  // "Hello, C#!"

// より複雑な例：電話番号のフォーマット変更
string phone = "1234567890";
string formatted = Regex.Replace(phone, @"(\d{3})(\d{3})(\d{4})", "$1-$2-$3");
// "123-456-7890"を出力

Splitメソッド

Splitメソッドは、パターンを区切り文字として文字列を分割します。


string text = "apple,banana;orange grape";
string[] words = Regex.Split(text, @"[,;\s]+");
// ["apple", "banana", "orange", "grape"]を返す

これらのメソッドを使いこなすことで、様々な文字列処理を効率的に行うことができます。

よく使われる正規表現パターン集

実際のプログラミングでよく使用される正規表現パターンを、C#のコード例と共に紹介していきましょう。

メールアドレスのバリデーション

メールアドレスの形式チェックは、最も一般的な用途の一つです。


string pattern = @"^[a-zA-Z0-9._%+-]+@[a-zA-Z0-9.-]+\.[a-zA-Z]{2,}$";

string email1 = "user@example.com";
string email2 = "invalid.email@.com";

bool isValid1 = Regex.IsMatch(email1, pattern);  // true
bool isValid2 = Regex.IsMatch(email2, pattern);  // false

このパターンは以下の要素を確認します。

@の前
英数字、ドット、アンダースコア、ハイフンなどの特殊文字

@の後
ドメイン名（英数字とハイフン）

最後
2文字以上のトップレベルドメイン

URLの抽出

WebページなどからURLを抽出する場合によく使用されるパターンです。


string pattern = @"https?://(?:[\w-]+\.)+[\w-]+(?:/[\w- ./?%&=]*)?";

string text = "Visit https://example.com and http://test.com/page";
MatchCollection matches = Regex.Matches(text, pattern);

foreach (Match match in matches)
{
    Console.WriteLine(match.Value);
    // https://example.com
    // http://test.com/page
}

電話番号のフォーマットチェック

日本の電話番号形式をチェックする例です。


string pattern = @"^0\d{1,4}-\d{1,4}-\d{4}$";

string phone1 = "03-1234-5678";
string phone2 = "090-1234-5678";
string phone3 = "1234-5678";  // 不正な形式

bool isValid1 = Regex.IsMatch(phone1, pattern);  // true
bool isValid2 = Regex.IsMatch(phone2, pattern);  // true
bool isValid3 = Regex.IsMatch(phone3, pattern);  // false

日付形式のバリデーション

YYYY-MM-DD形式の日付をチェックする例です。


string pattern = @"^\d{4}-(0[1-9]|1[0-2])-(0[1-9]|[12]\d|3[01])$";

string date1 = "2024-01-15";
string date2 = "2024-13-45";  // 不正な日付

bool isValid1 = Regex.IsMatch(date1, pattern);  // true
bool isValid2 = Regex.IsMatch(date2, pattern);  // false

パスワード強度のチェック

パスワードが特定の条件を満たしているかチェックする例です。


string pattern = @"^(?=.*[A-Z])(?=.*[a-z])(?=.*\d)(?=.*[@$!%*?&])[A-Za-z\d@$!%*?&]{8,}$";

string password1 = "StrongPw1!";  // OK
string password2 = "weakpassword";  // NG

bool isValid1 = Regex.IsMatch(password1, pattern);  // true
bool isValid2 = Regex.IsMatch(password2, pattern);  // false

このパターンは以下の条件をチェックします。

最低8文字以上
少なくとも1つの大文字
少なくとも1つの小文字
少なくとも1つの数字
少なくとも1つの特殊文字

C#での正規表現パフォーマンス向上のコツ

正規表現は非常に便利なツールですが、使い方を誤るとパフォーマンスに大きな影響を与える可能性があります。ここでは、C#での正規表現使用時のパフォーマンス最適化について説明します。

コンパイルされた正規表現を使用する

同じパターンを繰り返し使用する場合は、RegexOptions.Compiledオプションを使用することで処理速度を向上させることができます。


// コンパイルされた正規表現のインスタンスを作成
Regex compiledRegex = new Regex(@"\d+", RegexOptions.Compiled);

// 複数回の処理で再利用
foreach (string text in texts)
{
    if (compiledRegex.IsMatch(text))
    {
        // マッチする場合の処理
    }
}

静的なRegexインスタンスを使用する

頻繁に使用する正規表現パターンは、静的なフィールドとして保持することでパフォーマンスを向上させることができます。


public class ValidationUtility
{
    private static readonly Regex EmailRegex =
        new Regex(@"^[^@\s]+@[^@\s]+\.[^@\s]+$", RegexOptions.Compiled);

    public static bool IsValidEmail(string email)
    {
        return EmailRegex.IsMatch(email);
    }
}

適切なオプションを使用する

正規表現のパフォーマンスを向上させるための適切なオプションを選択します。


// 大文字小文字を区別しない場合
Regex regex1 = new Regex(pattern, RegexOptions.IgnoreCase);

// 複数行モードを使用する場合
Regex regex2 = new Regex(pattern, RegexOptions.Multiline);

// 複数のオプションを組み合わせる場合
Regex regex3 = new Regex(pattern, RegexOptions.Compiled | RegexOptions.IgnoreCase);

非効率なパターンを避ける

以下のような非効率なパターンは避けるべきです。

過度な後方参照
多用すると処理が遅くなります。

過度な量指定子
.*などの過度な使用は避けます。

不必要な括弧のネスト
シンプルなパターンを心がけます。


// 悪い例
string inefficientPattern = @"(.*?)(.*?)(.*)";

// 良い例
string efficientPattern = @"([^@\s]+)@([^@\s]+)\.([^@\s]+)";

タイムアウトの設定

大量のテキストを処理する場合は、タイムアウトを設定することをおすすめします。


try
{
    Regex regex = new Regex(pattern);
    regex.Match(largeText, 0, largeText.Length, TimeSpan.FromSeconds(1));
}
catch (RegexMatchTimeoutException)
{
    // タイムアウト時の処理
}

キャリア形成/給与還元
ひとつひとつ真摯に向き合う企業