正则表达式基础知识

作者：从前慢现在也慢 | 2024-06-09 20:30:16

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正则表达式基础知识

正则表达式是一种可以用于模式匹配和替换的强有力的工具，一个正则表达式就是由普通的字符（例如字符 a 到 z）以及特殊字符（称为元字符）组成的文字模式，它描述在查找文字主体时待匹配的一个或多个字符串。正则表达式作为一个模板，将某个字符模式与所搜索的字符串进行匹配。

正则表达式在字符数据处理中起着非常重要的作用，我们可以用正则表达式完成大部分的数据分析处理工作，如:判断一个串是否是数字、是否是有效的Email地址，从海量的文字资料中提取有价值的数据等等，如果不使用正则表达式，那么实现的程序可能会很长，并且容易出错。

我们先从简单的开始。假设你要搜索一个包含字符“cat”的字符串，搜索用的正则表达式就是“cat”。如果搜索对大小写不敏感，单词“catalog”、“Catherine”、“sophisticated”都可以匹配。也就是说：

正则表达式：cat
匹配：cat,catalog,Catherine,sophisticated

1.1 句点符号

假设你在玩英文拼字游戏，想要找出三个字母的单词，而且这些单词必须以“t”字母开头，以“n”字母结束。另外，假设有一本英文字典，你可以用正则表达式搜索它的全部内容。要构造出这个正则表达式，你可以使用一个通配符——句点符号“.”。这样，完整的表达式就是“t.n”，它匹配“tan”、“ten”、“tin”和“ton”，还匹配“t#n”、“tpn”甚至“t n”，还有其他许多无意义的组合。这是因为句点符号匹配所有字符，包括空格、Tab字符甚至换行符：

正则表达式：c.t
匹配：tan,Ten,tin,ton,t n,t#n,tpn等

1.2 方括号符号

为了解决句点符号匹配范围过于广泛这一问题，你可以在方括号（“[]”）里面指定看来有意义的字符。此时，只有方括号里面指定的字符才参与匹配。也就是说，正则表达式“t[aeio]n”只匹配“tan”、“Ten”、“tin”和“ton”。但“Toon”不匹配，因为在方括号之内你只能匹配单个字符：

正则表达式：t[aeio]n
匹配：tan,Ten,tin,ton等

1.3 “或”符号

如果除了上面匹配的所有单词之外，你还想要匹配“toon”，那么，你可以使用“|”操作符。“|”操作符的基本意义就是“或”运算。要匹配“toon”，使用“t(a|e|i|o|oo)n”正则表达式。这里不能使用方扩号，因为方括号只允许匹配单个字符；这里必须使用圆括号“()”。圆括号还可以用来分组，具体请参见后面介绍。

正则表达式：t(a|e|i|o|oo)n
匹配：tan,Ten,tin,ton,toon等

1.4 表示匹配次数的符号

表一显示了表示匹配次数的符号，这些符号用来确定紧靠该符号左边的符号出现的次数：

表一：表示次数的符号
符号	次数
*	0次或多次
+	1次或多次
?	0次或1次
{n}	恰好n次
{n,m}	丛n次到m次

假设我们要在文本文件中搜索美国的社会安全号码。这个号码的格式是999-99-9999。用来匹配它的正则表达式如图一所示。在正则表达式中，连字符（“-”）有着特殊的意义，它表示一个范围，比如从0到9。因此，匹配社会安全号码中的连字符号时，它的前面要加上一个转义字符“/”。

图一：匹配所有123-12-1234形式的社会安全号码

假设进行搜索的时候，你希望连字符号可以出现，也可以不出现——即，999-99-9999和999999999都属于正确的格式。这时，你可以在连字符号后面加上“？”数量限定符号，如图二所示：

图二：匹配所有123-12-1234和123121234形式的社会安全号码

下面我们再来看另外一个例子。美国汽车牌照的一种格式是四个数字加上二个字母。它的正则表达式前面是数字部分“[0-9]{4}”，再加上字母部分“[A-Z]{2}”。图三显示了完整的正则表达式。

图三：匹配典型的美国汽车牌照号码，如8836KV

1.5 “否”符号

“^”符号称为“否”符号。如果用在方括号内，“^”表示不想要匹配的字符。例如，图四的正则表达式匹配所有单词，但以“X”字母开头的单词除外。

图四：匹配所有单词，但“X”开头的除外

1.6 圆括号和空白符号

假设要从格式为“June 26, 1951”的生日日期中提取出月份部分，用来匹配该日期的正则表达式可以如图五所示：

图五：匹配所有Moth DD,YYYY格式的日期

新出现的“/s”符号是空白符号，匹配所有的空白字符，包括Tab字符。如果字符串正确匹配，接下来如何提取出月份部分呢？只需在月份周围加上一个圆括号创建一个组，然后用ORO API（本文后面详细讨论）提取出它的值。修改后的正则表达式如图六所示：

图六：匹配所有Month DD,YYYY格式的日期，定义月份值为第一个组

1.7 其它符号

为简便起见，你可以使用一些为常见正则表达式创建的快捷符号。如表二所示：

表二：常用符号
符号	等价的正则表达式
/d	[0-9]
/D	[^0-9]
/w	`[a-zA-Z_0-9]`
/W	`[^/w]`
/s	`[ /t/n/x0B/f/r]`
/S	`[^/s]`

例如，在前面社会安全号码的例子中，所有出现“[0-9]”的地方我们都可以使用“/d”。修改后的正则表达式如图七所示：

图七：匹配所有123-12-1234格式的社会安全号码

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