Java 正規表現による文字列の抽出について

Question

java 正規表現による文字列の抽出について

ここに質問の内容を詳しく書いてください。
javaで正規表現による文字列の抽出を行い、変換するコードを書いています。
例えば「6(iztn2(4i))」について、アルファベットの前の数字はアルファベットを数字分繰り返し、（）でくくられているものは（）の中身を数字分繰り返したいです。「6(iztn2(4i))」の場合、期待される答えは
「iztniiiiiiiiiztniiiiiiiiiztniiiiiiiiiztniiiiiiiiiztniiiiiiiiiztniiiiiiii」となります。

しかしながら提供したコードで実行すると、返答は「6(iztn2(iiii))」となってしまいます。
コード内のコメント「ここまでは正しいコード」までのコードは正しいと思われますが、その後の正規表現で何か不具合が起きていると思われます。何が間違っているのでしょうか。

発生している問題・エラーメッセージ

エラーメッセージ

該当のソースコード

import java.util.*;
import java.util.regex.*;


public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        String str = sc.next();
        String str_p = "";
        String str_pa = "";
        Integer str_num = 0;
        String str_char = "";

        String regex = "[0-9]+[a-z]";
        Pattern p = Pattern.compile(regex);
                while(true){
            Matcher m = p.matcher(str);
            if (m.find()){
                str_p = m.group();
                String regex_num = "[0-9]+";
                String regex_char = "[a-z]";
                String str_a = "";
                Pattern p_num = Pattern.compile(regex_num);
                Pattern p_char = Pattern.compile(regex_char);
                Matcher mnum = p_num.matcher(str_p);
                Matcher mchar = p_char.matcher(str_p);
                if (mnum.find()){
                    str_num = Integer.parseInt(mnum.group());
                }
                if (mchar.find()){
                    str_char = mchar.group();
                }
                for(int i=1;i<=str_num;i++){
                    str_a = str_a + str_char;
                }
                str = str.replace(str_p, str_a);
            }else{
                break;
            }
        }

　　　　/*ここまでは正しいコードと思われる*/

        System.out.println(str);
        String regex_a = "[0-9]+\([a-z]+\)";　　　　　　/*正規表現がおかしい？*/
        Pattern p_a = Pattern.compile(regex_a);
        while(true){
            Matcher m_a = p_a.matcher(str);
            System.out.println(m_a.find());
            if (m_a.find()){
                str_pa = m_a.group();
                System.out.println(str_pa);
                String regex_numa = "[0-9]+";
                String regex_chara = "[a-z]+";
                String str_aa = "";
                Pattern p_numa = Pattern.compile(regex_numa);
                Pattern p_chara = Pattern.compile(regex_chara);
                Matcher m_numa = p_numa.matcher(str_pa);
                Matcher m_chara = p_chara.matcher(str_pa);
                if (m_numa.find()){
                    str_num = Integer.parseInt(m_numa.group());
                }
                if (m_chara.find()){
                    str_char = m_chara.group();
                }
                for(int i=1;i<=str_num;i++){
                    str_aa = str_aa + str_char;
                }
                str = str.replace(str_pa, str_aa);
            }else{
                break;
            }
        }
        System.out.println(str);
    }
}

試したこと

「6(iztn6(4i))6(qq)」で試した場合「6(iztn6(iiii))qqqqqqqqqqqq」となり、
「6(iztn6(4i))6(qq2(ai))」で試した場合「6(iztn6(iiii))qqaiaiqqaiaiqqaiaiqqaiaiqqaiaiqqaiai」となりました。
"))"の連続が悪さをしているのかと思ったのですがそうでもなく、なぜか最初の()つきのやつだけ拾ってくれないような感じです。

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

プログラミング初心者のため、汚いコードになっていると思いますが、ご容赦ください。
追加質問などありましたらご連絡ください。

Answer 1

それほどのコードは必要ありません。
パターンに一致した際の情報は Matcher 内に多数含まれています。
例えば、パターンで () で囲まれた部分で一致した文字列は group(int) で取得できますし、一致した最初の位置、最後の位置(の次)は start(), end() で取得できます。

package teratail_java.q375087;

import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    //try(Scanner sc = new Scanner(System.in);) {
    //  String str = sc.next();
    //  System.out.println(expansion(str));
    //}

    String result = expansion("6(iztn2(4i))");
    System.out.println(result);
    if(result.equals("iztniiiiiiiiiztniiiiiiiiiztniiiiiiiiiztniiiiiiiiiztniiiiiiiiiztniiiiiiii")) {
      System.out.println("OK.");
    } else {
      System.out.println("NG.");
    }
  }

  private static final Pattern REPEAT_PATTERN = Pattern.compile("([1-9][0-9]*)(?:([a-zA-Z])|\(([a-zA-Z]+)\))");

  private static String expansion(String str) {
    for(Matcher m; (m=REPEAT_PATTERN.matcher(str)).find(); ) {
      str = reconstruction(str, m.start(), m.end(),
          Integer.parseInt(m.group(1)), m.group(2)!=null?m.group(2):m.group(3));
    }
    return str;
  }
  /**
   * src の start から end-1 の間を "repeatString を repeatCount 回繰り返した文字列" に置き換えた文字列を返す
   * @param src 元の文字列
   * @param start 置き換え開始位置
   * @param end 置き換え終了位置+1
   * @param repeatCount 繰り返し回数
   * @param repeatString 繰り返し文字列
   * @return 置き換えた文字列
   */
  private static String reconstruction(String src, int start, int end, int repeatCount, String repeatString) {
    StringBuilder sb = new StringBuilder(src.substring(0, start));
    for(int i=0; i<repeatCount; i++) sb.append(repeatString);
    return sb.append(src.substring(end)).toString();
  }
}

Answer 2

自己解決しました。
m.find()などで前回該当文字列の次から検索されるという性質が悪さをしていると思い、「m.reset();」を組み込んだコードにしたところ無事正しい変換がされました。

Comments

[jimbe]

Matcher.find() の名誉の為に書きますと(笑)、 find の2回目が1回目の次から検索するのは「悪さ」ではなく仕様です。

問題なのは、恐らく確認のために入れられたのであろう

> System.out.println(m_a.find());

で、不用意に (find の仕様を確認せずに ) if の中身をそのまま使ったせいでしょう。
ですので、この println を無くせば reset しなくても動くのではないでしょうか。