正则表达式详解

什么是正则表达式

正则表达式,又称规则表达式,通常被用来检索、替换那些符合某个模式(规则)的文本。

正则表达式是对字符串操作的一种逻辑公式,就是用事先定义好的一些特定字符、及这些特定字符的组合,组成一个"规则字符串",这个"规则字符串"用来表达对字符串的一种过滤逻辑。

给定一个正则表达式和另一个字符串,我们可以达到如下的目的:

  • 给定的字符串是否符合正则表达式的过滤逻辑(“匹配”);
  • 通过正则表达式,从文本字符串中获取我们想要的特定部分(“过滤”)。

正则表达式的常见语法

正则表达式详解_第1张图片

Python 的 re 模块

在 Python 中,我们可以使用内置的 re 模块来使用正则表达式。

有一点需要特别注意的是,正则表达式使用 对特殊字符进行转义,所以如果我们要使用原始字符串,只需加一个 r 前缀,示例:

r'chuanzhiboke\t\.\tpython'

re 模块的一般使用步骤如下:

  1. 使用 compile() 函数将正则表达式的字符串形式编译为一个 Pattern 对象
  2. 通过 Pattern 对象提供的一系列方法对文本进行匹配查找,获得匹配结果,一个 Match 对象。
  3. 最后使用 Match 对象提供的属性和方法获得信息,根据需要进行其他的操作

compile 函数

compile 函数用于编译正则表达式,生成一个 Pattern 对象,它的一般使用形式如下:

import re

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

在上面,我们已将一个正则表达式编译成 Pattern 对象,接下来,我们就可以利用 pattern 的一系列方法对文本进行匹配查找了。

Pattern 对象的一些常用方法主要有:

  • match 方法:从起始位置开始查找,一次匹配
  • search 方法:从任何位置开始查找,一次匹配
  • findall 方法:全部匹配,返回列表
  • finditer 方法:全部匹配,返回迭代器
  • split 方法:分割字符串,返回列表
  • sub 方法:替换

match 方法

match 方法用于查找字符串的头部(也可以指定起始位置),它是一次匹配,只要找到了一个匹配的结果就返回,而不是查找所有匹配的结果。它的一般使用形式如下:

match(string[, pos[, endpos]])

其中,string 是待匹配的字符串,pos 和 endpos 是可选参数,指定字符串的起始和终点位置,默认值分别是 0 和 len (字符串长度)。因此,当你不指定 pos 和 endpos 时,match 方法默认匹配字符串的头部。

当匹配成功时,返回一个 Match 对象,如果没有匹配上,则返回 None。

import re
pattern = re.compile(r'\d+')  # 用于匹配至少一个数字

 m = pattern.match('one12twothree34four')  # 查找头部,没有匹配
print (m)
None

m = pattern.match('one12twothree34four', 2, 10) # 从'e'的位置开始匹配,没有匹配
print (m)
None

 m = pattern.match('one12twothree34four', 3, 10) # 从'1'的位置开始匹配,正好匹配
 print (m)                                         # 返回一个 Match 对象
<_sre.SRE_Match object at 0x10a42aac0>

m.group(0)   # 可省略 0
'12'
 m.start(0)   # 可省略 0
3
m.end(0)     # 可省略 0
5
m.span(0)    # 可省略 0
(3, 5)

在上面,当匹配成功时返回一个 Match 对象,其中:

  • group([group1, …]) 方法用于获得一个或多个分组匹配的字符串,当要获得整个匹配的子串时,可直接使用 group() 或 group(0);
  • start([group]) 方法用于获取分组匹配的子串在整个字符串中的起始位置(子串第一个字符的索引),参数默认值为 0;
  • end([group]) 方法用于获取分组匹配的子串在整个字符串中的结束位置(子串最后一个字符的索引+1),参数默认值为 0;
  • span([group]) 方法返回 (start(group), end(group))。

search 方法

search 方法用于查找字符串的任何位置,它也是一次匹配,只要找到了一个匹配的结果就返回,而不是查找所有匹配的结果,它的一般使用形式如下:

search(string[, pos[, endpos]])

其中,string 是待匹配的字符串,pos 和 endpos 是可选参数,指定字符串的起始和终点位置,默认值分别是 0 和 len (字符串长度)。

当匹配成功时,返回一个 Match 对象,如果没有匹配上,则返回 None。

让我们看看例子:

import re
pattern = re.compile('\d+')
m = pattern.search('one12twothree34four')  # 这里如果使用 match 方法则不匹配
m
<_sre.SRE_Match object at 0x10cc03ac0>
m.group()
'12'
m = pattern.search('one12twothree34four', 10, 30)  # 指定字符串区间
m
<_sre.SRE_Match object at 0x10cc03b28>
m.group()
'34'
m.span()
(13, 15)

findall 方法

上面的 match 和 search 方法都是一次匹配,只要找到了一个匹配的结果就返回。然而,在大多数时候,我们需要搜索整个字符串,获得所有匹配的结果。

findall 方法的使用形式如下:

findall(string[, pos[, endpos]])

其中,string 是待匹配的字符串,pos 和 endpos 是可选参数,指定字符串的起始和终点位置,默认值分别是 0 和 len (字符串长度)。

findall 以列表形式返回全部能匹配的子串,如果没有匹配,则返回一个空列表。

看看例子:

import re
pattern = re.compile(r'\d+')   # 查找数字

result1 = pattern.findall('hello 123456 789')
result2 = pattern.findall('one1two2three3four4', 0, 10)

print (result1)
print (result2)

执行结果:

['123456', '789']
['1', '2']

sub 方法

sub 方法用于替换。它的使用形式如下:

sub(repl, string[, count])

其中,repl 可以是字符串也可以是一个函数:

  • 如果 repl 是字符串,则会使用 repl 去替换字符串每一个匹配的子串,并返回替换后的字符串,另外,repl 还可以使用 id 的形式来引用分组,但不能使用编号 0;

  • 如果 repl 是函数,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。

    看看例子:

import re
p = re.compile(r'(\w+) (\w+)') # \w = [A-Za-z0-9]
s = 'hello 123, hello 456'

print (p.sub(r'hello world', s))  # 使用 'hello world' 替换 'hello 123' 和 'hello 456'
print (p.sub(r'\2 \1', s))        # 引用分组

def func(m):
    print(m)
    return 'hi' + ' ' + m.group(2) #group(0) 表示本身,group(1)表示hello,group(2) 表示后面的数字

print (p.sub(func, s))  #多次sub,每次sub的结果传递给func
print (p.sub(func, s, 1))         # 最多替换一次

注意:贪婪模式与非贪婪模式

  1. 贪婪模式:在整个表达式匹配成功的前提下,尽可能多的匹配 ( * );
  2. 非贪婪模式:在整个表达式匹配成功的前提下,尽可能少的匹配 ( ? );
  3. Python里数量词默认是贪婪的。
  • 使用贪婪的数量词的正则表达式:
    .*
  • 匹配结果:
    test1
    bb
    test2

这里采用的是贪婪模式。在匹配到第一个"

“时已经可以使整个表达式匹配成功,但是由于采用的是贪婪模式,所以仍然要向右尝试匹配,查看是否还有更长的可以成功匹配的子串。匹配到第二个”
“后,向右再没有可以成功匹配的子串,匹配结束,匹配结果为”
test1
bb
test2
"

  • 使用非贪婪的数量词的正则表达式:
    .*?
  • 匹配结果:
    test1

正则表达式二采用的是非贪婪模式,在匹配到第一个"

“时使整个表达式匹配成功,由于采用的是非贪婪模式,所以结束匹配,不再向右尝试,匹配结果为”
test1
"。

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