正则表达式学习笔记(一)

参考书籍:《正则指引》(1-3章)


以 Python 语言为学习工具,Python中常用的关于正则表达式的函数是 re.search(),需要引入对应的包

import re

用法:re.search(pattern, string),pattern是字符串形式的正则表达式,string是需要匹配的字符串。


1. 普通字符组

在 pattern 两端加上 ^$,表示“定位到字符串的起始位置” 和 “定位到字符串的结束位置”,字符串前加 r 表示是原生字符串(Python特性)。

re.search(r"[0-9]", "2") != None    # True
re.search(r"^[0-9]$", "a2") != None # False

上边 [0-9] 等价于 [0123456789],类似还有 [a-z][A-Z]。这些字符组可以混写在一起,比如匹配十六进制字符:

re.search(r"^[0-9a-zA-Z]$", "A") != None    # True

上例中 - 不能表示横线字符,包括 [ ] ^ $ 都成为元字符,有特殊的意义,如果要表示字符本身,用到转义字符 \ ,例如 [0\-9] 只表示字符 0-9,当然,如果 - 不在09之间 [-09],就不用加转义字符,使用原则是,只有在表示特殊意义时使用转义字符才有效。
[ 需要转义,但 ] 不需要转义。

排除型字符组

在字符串最前方加脱字符 ^ 表示“在当前位置,匹配一个没有列出的字符”,[^0-9] 就表示0-9之外的字符,不包括空字符。

#匹配一个- 0 9之外的字符
re.search(r"^[^-09]$", "-") != None # True
re.search(r"^[^-09]$", "6") != None # False

字符组简记

\d 等价于 [0-9]

\w 等价于 [0-9a-zA-Z_]

\s 等价于 [ \t\r\n\v\f]

相对于 \d\w\s\D\W\S是对应的排除型字符串。\s 能匹配的,\S 一定不能匹配,其他类似。

有趣的是,字符组 [\s\S] 匹配任意字符。


2. 量词

{m} 来表示匹配的字符重复个数,例如匹配6位邮政编码:

re.search(r"^\d{6}$", "101399") != None # True
re.search(r"^\d{6}$", "1013990") != None    # False
re.search(r"^\d{6}$", "1a1399") != None # False

如果长度不确定,通用形式是 {m,n}需要注意的是:在 , 之后不能加空格!!!!

量词也有简记法,* 等价 {0,}+ 等价 {1,}? 等价 {0,1}

量词 说明
{n} 之前的元素必须出现n次
{m,n} 之前的元素最少出现m次,最多出现n次
{m,} 之前的元素最少出现m次,出现次数无上限
{0,n} 之前的元素可以不出现,也可以出现,最多出现n次

点号

点号 . 可以匹配几乎所有的字符,换行符 \n 除外,如果要匹配所有的字符可以使用单行匹配模式或自制通配字符组:

#单行匹配模式
re.search(r"(?s)^.$", "\n") != None # True
#自制通配字符组
re.search(r"^[\s\S]$", "\n") != None    # True

点号 . 不能滥用,否则会很容易出现意外结果。(P23)
例如,要匹配双引号""字符串,应该使用 "[^"]*",如果图省事使用 ".\*"

#字符串是 "hehehe"
print re.search(r"\".*\"", "\"hehehe\"").group(0)
"hehehe"
#字符串是 "aaa"bbb"
print re.search(r"\".*\"", "\"aaa\"bbb\"").group(0)
"aaa"bbb"

第二个出现错误!

忽略优先量词

[\s\S]<\tr> 匹配一段字符串中的所有的

#字符串是 aaa hhh bbb
print re.findall(r"[\s\S]*", "aaa hhhh bbb")
['aaa hhhh bbb']

结果是,匹配了字符串最前的 和最后的 ,因为之前的量词都可归类为匹配优先量词(贪婪量词),而我们想要的结果是匹配两个 ,就用到了忽略优先量词。

[\s\S]* 来说,把 * 改为 *? 就是使用了忽略优先量词:

#字符串是 aaa hhh bbb
print re.findall(r"[\s\S]*", "aaa hhhh bbb")
['aaa', 'bbb']
匹配优先量词 忽略优先量词
* *?
+ +?
? ??
{m,n} {m,n}?
{m,} {m,}?
{,n} {,n}?

利用匹配优先量词拆解 Linux/Unix 路径 /usr/local/bin/python.py :

print re.search(r"^.*/", "/usr/local/bin/python.py").group(0)
/usr/bin/

print re.search(r"[^//]*$", "/usr/local/bin/python.py").group(0)
python.py

量词的转义

量词 转义形式
{n} {n}
{m,n} {m,n}
{m,} {m,}
* *
+ +
? ?
*? \*?
+? \+?
?? ??

应用:匹配IP地址,匹配模式是 ([0-9]{1,3}\.){3}[0-9]{1,3}

print re.search(r"^([0-9]{1,3}\.){3}[0-9]{1,3}$", "192.10.0.223") != None   # True

3. 括号

3.1 分组

其实,在上文匹配IP地址时,就已经使用了括号,很容易理解,就是把量词的作用范围扩展到括号内的所有表达式,而不仅仅是其前面的单个字符表达式。
例:匹配 E-mail 地址
E-mail由 @ 符号分成左右两部分,左边是用户名,右边是域名。用户名的匹配简单,主要由 [A-Z] [a-z] [0-9] _ . 组成,所以,左边的匹配字符组是 [\w\.]{1,64}
右边的域名有可能是一级域名如 host.com,也有可能是多级域名,总之至少有一级。那么每多出的一级域名是有域名(由 [A-Z] [a-z] [0-9] -组成,可写为 [-\w])和 . 组成,所以匹配字符组为[-\w]{1,63}\.,多出的域名有0个或多个可能,使用量词*限定。所以,完整的匹配表达式是 [\w\.]{1,64}@([-\w]{1,63}\.)*[-\w]{1,63}

re.search(r"^[-\w\.]{1,64}@([-a-zA-Z0-9]{1,63}\.)*[-a-zA-Z0-9]{1,63}$", "[email protected]") != None    #True

3.2 多选结构

多选结构的形式是 (...|...),很好理解。
上文匹配IP的例子其实不准确,因为每一段的数字应该是在0-255之间,例子中如果大于255如998也会被匹配。此问题可以用多选结构解决。
匹配一段数值在0-255之间的文本,分下列几种情况:

说明 匹配
1位数 (00)?[0-9]
2位数 (0)?[0-9]{2}
3位数,第1位是1 1[0-9]{2}
3位数,第1位是2,第2位是0-4 2[0-4][0-9]
3位数,第1位是2,第2位是5 25[0-5]

所以,匹配一段数值在0-255之间的文本,表达式是 ((00)?[0-9]|(0)?[0-9]{2}|1[0-9]{2}|2[0-4][0-9]|25[0-5])
说明

  1. (option1|option2)中如果么有出现括号(),则将整个表达式视为一个多选结构,所以ab|cd 等价于 (ab|cd)。但尽量还是加上括号(),以防意外。
  2. 尽量不要出现既匹配 option1 又匹配 option2 的表达式。

3.3 引用分组

引用分组的作用是方便通过编号num的形式获取对应分组匹配的文本。
例如,诸如 205-04-28 这类表示日期的字符串,希望提取其中的年月日。

print re.search(r"(\d{4})-(\d{2})-(\d{2})", "2015-04-28").group(1)    # 2015
print re.search(r"(\d{4})-(\d{2})-(\d{2})", "2015-04-28").group(2)    # 04
print re.search(r"(\d{4})-(\d{2})-(\d{2})", "2015-04-28").group(3)    # 28

分组从1开始。分组0默认代表整个表达式匹配的文本。即:

print re.search(r"(\d{4})-(\d{2})-(\d{2})", "2015-04-28").group(0)    # 2015-04-28

如果存在括号的嵌套,编号的原则是:无论括号如何嵌套,分组的编号都是根据开括号出现顺序来基数;开括号是从左向右数第多少个开括号,整个括号分组的编号就是多少。

3.3.1 反向引用

形式:()\num ,num 表示所引用分组的编号
注意括号()不是一定与 \num挨着。

re.search(r"^([a-z])\1$", "aa") != None     # True
re.search(r"^([a-z])\1$", "ab") != None     # False

应用:可在解析HTML代码中匹配tag。比如匹配text

title

中的内容。<(a-zA-Z0-9+)(\s[^>]+)?>[\s\S]*?

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