Python正则表达式指南

http://www.cnblogs.com/huxi/archive/2010/07/04/1771073.html

 

本文介绍了Python对于正则表达式的支持，包括正则表达式基础以及Python正则表达式标准库的完整介绍及使用示例。

注意：本文基于Python2.4完成；

1. 正则表达式基础

1.1. 简单介绍

正 则表达式并不是Python的一部分。正则表达式是用于处理字符串的强大工具，拥有自己独特的语法以及一个独立的处理引擎，效率上可能不如str自带的方 法，但功能十分强大。得益于这一点，在提供了正则表达式的语言里，正则表达式的语法都是一样的，区别只在于不同的编程语言实现支持的语法数量不同；但不用 担心，不被支持的语法通常是不常用的部分。如果已经在其他语言里使用过正则表达式，只需要简单看一看就可以上手了。

下图展示了使用正则表达式进行匹配的流程：

正则表达式的大致匹配过程是：依次拿出表达式和文本中的字符比较，如果每一个字符都能匹配，则匹配成功；一旦有匹配不成功的字符则匹配失败。如果表达式中有量词或边界，这个过程会稍微有一些不同，但也是很好理解的，看下图中的示例以及自己多使用几次就能明白。

下图列出了Python支持的正则表达式元字符和语法：  
  

1.2. 数量词的贪婪模式与非贪婪模式

正 则表达式通常用于在文本中查找匹配的字符串。Python里数量词默认是贪婪的（在少数语言里也可能是默认非贪婪），总是尝试匹配尽可能多的字符；非贪婪 的则相反，总是尝试匹配尽可能少的字符。例如：正则表达式"ab*"如果用于查找"abbbc"，将找到"abbb"。而如果使用非贪婪的数量 词"ab*?"，将找到"a"。

1.3. 反斜杠的困扰

与大多数编程语言相同，正则表达式里使用"\"作为转义 字符，这就可能造成反斜杠困扰。假如你需要匹配文本中的字符"\"，那么使用编程语言表示的正则表达式里将需要4个反斜杠"\\\\"：前两个和后两个分 别用于在编程语言里转义成反斜杠，转换成两个反斜杠后再在正则表达式里转义成一个反斜杠。Python里的原生字符串很好地解决了这个问题，这个例子中的 正则表达式可以使用r"\\"表示。同样，匹配一个数字的"\\d"可以写成r"\d"。有了原生字符串，你再也不用担心是不是漏写了反斜杠，写出来的表 达式也更直观。

1.4. 匹配模式

正则表达式提供了一些可用的匹配模式，比如忽略大小写、多行匹配等，这部分内容将在Pattern类的工厂方法re.compile(pattern[, flags])中一起介绍。

2. re模块

2.1. 开始使用re

Python通过re模块提供对正则表达式的支持。使用re的一般步骤是先将正则表达式的字符串形式编译为Pattern实例，然后使用Pattern实例处理文本并获得匹配结果（一个Match实例），最后使用Match实例获得信息，进行其他的操作。

 

代码

#  encoding: UTF-8
import  re

#  将正则表达式编译成Pattern对象
pattern  =  re.compile(r ' hello ' )

#  使用Pattern匹配文本，获得匹配结果，无法匹配时将返回None
match  =  pattern.match( ' hello world! ' )

if  match:
     #  使用Match获得分组信息
     print  match.group()

# ## 输出 ###
#  hello

re.compile(strPattern[, flag]):

这个方法是Pattern类的工厂方法，用于将字符串形式的正则表达式编译为Pattern对象。 第二个参数flag是匹配模式，取值可以使用按位或运算符'|'表示同时生效，比如re.I | re.M。可选值有：

• re.I(re.IGNORECASE): 忽略大小写（括号内是完整写法，下同）
• M(MULTILINE): 多行模式，改变'^'和'$'的行为（参见上图）
• S(DOTALL): 点任意匹配模式，改变'.'的行为
• L(LOCALE): 使预定字符类 \w \W \b \B \s \S 取决于当前区域设定
• U(UNICODE): 使预定字符类 \w \W \b \B \s \S \d \D 取决于unicode定义的字符属性
• X(VERBOSE): 详细模式。这个模式下正则表达式可以是多行，忽略空白字符，并可以加入注释。以下两个正则表达式是等价的：

a  =  re.compile(r """ \d +  # the integral part
                   \.    # the decimal point
                   \d *  # some fractional digits """ , re.X)
b  =  re.compile(r " \d+\.\d* " )

re提供了众多模块方法用于完成正则表达式的功能。这些方法可以使用Pattern实例的相应方法替代，唯一的好处是少写一行 re.compile()代码，但同时也无法复用编译后的Pattern对象。这些方法将在Pattern类的实例方法部分一起介绍。如上面这个例子可以 简写为：

m  =  re.match(r ' hello ' ,  ' hello world! ' )
print  m.group()

re模块还提供了一个方法escape(string)，用于将string中的正则表达式元字符如*/+/?等之前加上转义符再返回，在需要大量匹配元字符时有那么一点用。

2.2. Match

Match对象是一次匹配的结果，包含了很多关于此次匹配的信息，可以使用Match提供的可读属性或方法来获取这些信息。

属性：

1. string: 匹配时使用的文本。
2. re: 匹配时使用的Pattern对象。
3. pos: 文本中正则表达式开始搜索的索引。值与Pattern.match()和Pattern.seach()方法的同名参数相同。
4. endpos: 文本中正则表达式结束搜索的索引。值与Pattern.match()和Pattern.seach()方法的同名参数相同。
5. lastindex: 最后一个被捕获的分组在文本中的索引。如果没有被捕获的分组，将为None。
6. lastgroup: 最后一个被捕获的分组的别名。如果这个分组没有别名或者没有被捕获的分组，将为None。

方法：

1. group([group1, …]):
   获得一个或多个分组截获的字符串；指定多个参数时将以元组形式返回。group1可以使用编号也可以使用别名；编号0代表整个匹配的子串；不填写参数时，返回group(0)；没有截获字符串的组返回None；截获了多次的组返回最后一次截获的子串。
2. groups([default]):
   以元组形式返回全部分组截获的字符串。相当于调用group(1,2,…last)。default表示没有截获字符串的组以这个值替代，默认为None。
3. groupdict([default]):
   返回以有别名的组的别名为键、以该组截获的子串为值的字典，没有别名的组不包含在内。default含义同上。
4. start([group]):
   返回指定的组截获的子串在string中的起始索引（子串第一个字符的索引）。group默认值为0。
5. end([group]):
   返回指定的组截获的子串在string中的结束索引（子串最后一个字符的索引+1）。group默认值为0。
6. span([group]):
   返回(start(group), end(group))。
7. expand(template):
   将匹配到的分组代入template中然后返回。template中可以使用\id或\g<id>、 \g<name>引用分组，但不能使用编号0。\id与\g<id>是等价的；但\10将被认为是第10个分组，如果你想表达 \1之后是字符'0'，只能使用\g<1>0。
   代码

   import  re
   m  =  re.match(r ' (\w+) (\w+)(?P<sign>.*) ' ,  ' hello world! ' )
   
   print   " m.string: " , m.string
   print   " m.re: " , m.re
   print   " m.pos: " , m.pos
   print   " m.endpos: " , m.endpos
   print   " m.lastindex: " , m.lastindex
   print   " m.lastgroup: " , m.lastgroup
   
   print   " m.group(1,2): " , m.group( 1 ,  2 )
   print   " m.groups(): " , m.groups()
   print   " m.groupdict(): " , m.groupdict()
   print   " m.start(2): " , m.start( 2 )
   print   " m.end(2): " , m.end( 2 )
   print   " m.span(2): " , m.span( 2 )
   print  r " m.expand(r'\2 \1\3'): " , m.expand(r ' \2 \1\3 ' )
   
   # ## output ###
   #  m.string: hello world!
   #  m.re: <_sre.SRE_Pattern object at 0x016E1A38>
   #  m.pos: 0
   #  m.endpos: 12
   #  m.lastindex: 3
   #  m.lastgroup: sign
   #  m.group(1,2): ('hello', 'world')
   #  m.groups(): ('hello', 'world', '!')
   #  m.groupdict(): {'sign': '!'}
   #  m.start(2): 6
   #  m.end(2): 11
   #  m.span(2): (6, 11)
   #  m.expand(r'\2 \1\3'): world hello!

   
   

2.3. Pattern

Pattern对象是一个编译好的正则表达式，通过Pattern提供的一系列方法可以对文本进行匹配查找。

Pattern不能直接实例化，必须使用re.compile()进行构造。

Pattern提供了几个可读属性用于获取表达式的相关信息：

1. pattern: 编译时用的表达式字符串。
2. flags: 编译时用的匹配模式。数字形式。
3. groups: 表达式中分组的数量。
4. groupindex: 以表达式中有别名的组的别名为键、以该组对应的编号为值的字典，没有别名的组不包含在内。

代码

import  re
p  =  re.compile(r ' (\w+) (\w+)(?P<sign>.*) ' , re.DOTALL)

print   " p.pattern: " , p.pattern
print   " p.flags: " , p.flags
print   " p.groups: " , p.groups
print   " p.groupindex: " , p.groupindex

# ## output ###
#  p.pattern: (\w+) (\w+)(?P<sign>.*)
#  p.flags: 16
#  p.groups: 3
#  p.groupindex: {'sign': 3}

实例方法[ | re模块方法]：

1. match(string[, pos[, endpos]]) | re.match(pattern, string[, flags]):
   这个方法将从string的pos下标处起尝试匹配pattern；如果pattern结束时仍可匹配，则返回一个Match对象；如果匹配过程中pattern无法匹配，或者匹配未结束就已到达endpos，则返回None。
   pos和endpos的默认值分别为0和len(string)；re.match()无法指定这两个参数，参数flags用于编译pattern时指定匹配模式。
   注意：这个方法并不是完全匹配。当pattern结束时若string还有剩余字符，仍然视为成功。想要完全匹配，可以在表达式末尾加上边界匹配符'$'。
   示例参见2.1小节。
2. search(string[, pos[, endpos]]) | re.search(pattern, string[, flags]):
   这个方法用于查找字符串中可以匹配成功的子串。从string的pos下标处起尝试匹配pattern，如果pattern结束时仍可匹配，则返回一个Match对象；若无法匹配，则将pos加1后重新尝试匹配；直到pos=endpos时仍无法匹配则返回None。
   pos和endpos的默认值分别为0和len(string))；re.search()无法指定这两个参数，参数flags用于编译pattern时指定匹配模式。
   代码

   #  encoding: UTF-8 
   import  re 
   
   #  将正则表达式编译成Pattern对象 
   pattern  =  re.compile(r ' world ' ) 
   
   #  使用search()查找匹配的子串，不存在能匹配的子串时将返回None 
   #  这个例子中使用match()无法成功匹配 
   match  =  pattern.search( ' hello world! ' ) 
   
   if  match: 
        #  使用Match获得分组信息 
        print  match.group() 
   
   # ## 输出 ### 
   #  world 
3. split(string[, maxsplit]) | re.split(pattern, string[, maxsplit]):
   按照能够匹配的子串将string分割后返回列表。maxsplit用于指定最大分割次数，不指定将全部分割。
   import  re
   
   p  =  re.compile(r ' \d+ ' )
   print  p.split( ' one1two2three3four4 ' )
   
   # ## output ###
   #  ['one', 'two', 'three', 'four', '']
4. findall(string[, pos[, endpos]]) | re.findall(pattern, string[, flags]):
   搜索string，以列表形式返回全部能匹配的子串。
   import  re
   
   p  =  re.compile(r ' \d+ ' )
   print  p.findall( ' one1two2three3four4 ' )
   
   # ## output ###
   #  ['1', '2', '3', '4']
5. finditer(string[, pos[, endpos]]) | re.finditer(pattern, string[, flags]):
   搜索string，返回一个顺序访问每一个匹配结果（Match对象）的迭代器。
   import  re
   
   p  =  re.compile(r ' \d+ ' )
   for  m  in  p.finditer( ' one1two2three3four4 ' ):
        print  m.group(),
   
   # ## output ###
   #  1 2 3 4
6. sub(repl, string[, count]) | re.sub(pattern, repl, string[, count]):
   使用repl替换string中每一个匹配的子串后返回替换后的字符串。
   当repl是一个字符串时，可以使用\id或\g<id>、\g<name>引用分组，但不能使用编号0。
   当repl是一个方法时，这个方法应当只接受一个参数（Match对象），并返回一个字符串用于替换（返回的字符串中不能再引用分组）。
   count用于指定最多替换次数，不指定时全部替换。
   代码

   import  re
   
   p  =  re.compile(r ' (\w+) (\w+) ' )
   s  =   ' i say, hello world! '
   
   print  p.sub(r ' \2 \1 ' , s)
   
   def  func(m):
        return  m.group( 1 ).title()  +   '   '   +  m.group( 2 ).title()
   
   print  p.sub(func, s)
   
   # ## output ###
   #  say i, world hello!
   #  I Say, Hello World!
7. subn(repl, string[, count]) |re.sub(pattern, repl, string[, count]):
   返回 (sub(repl, string[, count]), 替换次数)。
   代码

   import  re
   
   p  =  re.compile(r ' (\w+) (\w+) ' )
   s  =   ' i say, hello world! '
   
   print  p.subn(r ' \2 \1 ' , s)
   
   def  func(m):
        return  m.group( 1 ).title()  +   '   '   +  m.group( 2 ).title()
   
   print  p.subn(func, s)
   
   # ## output ###
   #  ('say i, world hello!', 2)
   #  ('I Say, Hello World!', 2)