Python 正则表达式

##正则表达式概念

1. 正则表达式的步骤：1，正则表达式的编译 2，正则表达式匹配字符串 3，结果的处理

2. 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.当重复一个 RE 时，匹配引擎会试着重复尽可能多的次数。如果模式的后面部分没有被匹配，匹配引擎将退回并再次尝试更小的重复。

让我们考虑表达式 a[bcd]*b。它匹配字母 "a"，零个或更多个来自类 [bcd]中的字母，最后以 "b" 结尾。现在想一想该 RE 对字符串 "abcbd" 的匹配。

- 1 　a  a 匹配模式    
- 2 abcbd引擎匹配 【bcd】*，并尽其所能匹配到字符串的结尾
- 3 Failure 引擎尝试匹配 b，但当前位置已经是字符的最后了，所以失败
- 4 abcb    退回，【bcd】*尝试少匹配一个字符
- 5 Failure 再次尝次b，但在当前最后一位字符是"d"
- 6 abc 再次退回，bcd*只匹配 "bc"
- 7     abcb    再次尝试 b ，这次当前位上的字符正好是 "b"

1. 一些用 "" 开始的特殊字符所表示的预定义字符集通常是很有用的，象数字集，字母集，或其它非空字符集。下列是可用的预设特殊字符：

\d  匹配任何十进制数；它相当于类 [0-9]
\D  匹配任何非数字字符；它相当于类 [^0-9]
\s  匹配任何空白字符；它相当于类  [ \t\n\r\f\v]
\S  匹配任何非空白字符；它相当于类 [^ \t\n\r\f\v]
\w  匹配任何字母数字字符；它相当于类 [a-zA-Z0-9_]
\W  匹配任何非字母数字字符；它相当于类 [^a-zA-Z0-9_]

1. 

## 使用正则表达式

　编译正则表达式

re.compile(pattern[, 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。另外，你也可以在regex字符串中指定模式，比如re.compile('pattern', re.I | re.M)与re.compile('(?im)pattern')是等价的。
  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。

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：

import re

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

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

### 输出 ###
# who

m = re.match(r'who','who am i')
print m.group

执行匹配

一旦你有了已经编译了的正则表达式的对象，你要用它做什么呢？RegexObject 实例有一些方法和属性。这里只显示了最重要的几个

方法/属性	作用
match()	决定 RE 是否在字符串刚开始的位置匹配
search()	扫描字符串，找到这个 RE 匹配的位置
findall()	找到 RE 匹配的所有子串，并把它们作为一个列表返回
finditer()	找到 RE 匹配的所有子串，并把它们作为一个迭代器返回

如果没有匹配到的话，match() 和 search() 将返回 None。如果成功的话，就会返回一个 MatchObject 实例，其中有这次匹配的信息：它是从哪里开始和结束，它所匹配的子串等等。

MatchObject 实例也有几个方法和属性；最重要的那些如下所示：

方法/属性	作用
group()	返回被 RE 匹配的字符串
start()	返回匹配开始的位置
end()	返回匹配结束的位置
span()	返回一个元组包含匹配 (开始,结束) 的位置

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。

• string: 匹配时使用的文本。
• re: 匹配时使用的Pattern对象。
• 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。
• 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。
• 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。

• 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 、 \g 引用分组，但不能使用编号0。\id与\g 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。

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!

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：

  • pattern: 编译时用的表达式字符串。
  • flags: 编译时用的匹配模式。数字形式。
  • groups: 表达式中分组的数量。
  • 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。

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]：

你不一定要产生一个 RegexObject 对象然后再调用它的方法；re 模块也提供了顶级函数调用如 match()、search()、sub() 等等。这些函数使用 RE 字符串作为第一个参数，而后面的参数则与相应 RegexObject 的方法参数相同，返回则要么是 None 要么就是一个 MatchObject 的实例。

• 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'$'。

• 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。

  # 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

• 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']

• 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

分组

你经常需要得到比 RE 是否匹配还要多的信息。正则表达式常常用来分析字符串，编写一个 RE 匹配感兴趣的部分并将其分成几个小组。举个例子，一个 RFC-822 的头部用 ":" 隔成一个头部名和一个值，这就可以通过编写一个正则表达式匹配整个头部，用一组匹配头部名，另一组匹配头部值的方式来处理。

组是通过 "(" 和 ")" 元字符来标识的。 "(" 和 ")" 有很多在数学表达式中相同的意思；它们一起把在它们里面的表达式组成一组。举个例子，你可以用重复限制符，象 , +, ?, 和 {m,n}，来重复组里的内容，比如说(ab) 将匹配零或更多个重复的 "ab"。
　

#!python
>>> p = re.compile('(ab)*')
>>> print p.match('ababababab').span()
(0, 10)

组用 "(" 和 ")" 来指定，并且得到它们匹配文本的开始和结尾索引；这就可以通过一个参数用 group()、start()、end() 和 span() 来进行检索。组是从 0 开始计数的。组 0 总是存在；它就是整个 RE，所以 MatchObject 的方法都把组 0 作为它们缺省的参数。稍后我们将看到怎样表达不能得到它们所匹配文本的 span。

#!python
>>> p = re.compile('(a)b')
>>> m = p.match('ab')
>>> m.group()
'ab'
>>> m.group(0)
'ab'

小组是从左向右计数的，从1开始。组可以被嵌套。计数的数值可以通过从左到右计算打开的括号数来确定。

#!python
>>> p = re.compile('(a(b)c)d')
>>> m = p.match('abcd')
>>> m.group(0)
'abcd'
>>> m.group(1)
'abc'
>>> m.group(2)
'b'

group() 可以一次输入多个组号，在这种情况下它将返回一个包含那些组所对应值的元组。

#!python
>>> m.group(2,1,2)
('b', 'abc', 'b')

The groups() 方法返回一个包含所有小组字符串的元组，从 1 到 所含的小组号。

#!python
>>> m.groups()
('abc', 'b')

模式中的逆向引用允许你指定先前捕获组的内容，该组也必须在字符串当前位置被找到。举个例子，如果组 1 的内容能够在当前位置找到的话，\1 就成功否则失败。记住 Python 字符串也是用反斜杠加数据来允许字符串中包含任意字符的，所以当在 RE 中使用逆向引用时确保使用 raw 字符串。

例如，下面的 RE 在一个字符串中找到成双的词。

#!python
>>> p = re.compile(r'(\b\w+)\s+\1')
>>> p.search('Paris in the the spring').group()
'the the'

修改字符串

方法	作用
split()	将字符串在 RE 匹配的地方分片并生成一个列表，
sub()	找到 RE 匹配的所有子串，并将其用一个不同的字符串替换
subn()	与 sub() 相同，但返回新的字符串和替换次数

• 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 、\g 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。

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!

• subn(repl, string[, count]) |re.sub(pattern, repl, string[, count]):
  返回 (sub(repl, string[, count]), 替换次数)。

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)

• 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', '']

search和match区别：

re.match只匹配字符串的开始，如果字符串开始不符合正则表达式，则匹配失败，函数返回None；而re.search匹配整个字符串，直到找到一个匹配。 |