正则表达式

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Posted by Pele on May 3, 2022

正则表达式

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正则表达式是由普通字符(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。模式描述在搜索文本时要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。

示例

手机号正则表达式

^1[34578][0-9]{9}$

其中符号 ^$ 为元字符,它有特殊的定义,[]用以分组,{}用以表示重复,在这里则表示该分组[0-9]重复的次数为9次;

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以137开头,89结尾的电话号码

^137\d{6}89$

入门

假设你需要查找一篇英文文章中的hi,那么你可以使用正则表达式hi

这几乎算是最简单的正则表达式了,它可以精确匹配这样的字符串:由两个字符组成,前一个字符是h,后一个是i.通常,处理正则表达式的工具会提供一个忽略大小写的选项,如果选中了这个选项,它可以匹配hi,HI,Hi,hI这四种情况中的任意一种。

不幸的是,很多单词里包含hi这两个连续的字符,比如him,history,high等等。用hi来查找的话,这里边的hi也会被找出来。如果要精确地查找hi这个单词的话,我们应该使用\bhi\b

假如你要找的是hi后面不远处跟着一个Lucy,你应该用\bhi\b.*\bLucy\b

这里,.是另一个元字符,匹配除了换行符以外的任意字符。*同样是元字符,不过它代表的不是字符,也不是位置,而是数量——它指定*前边的内容可以连续重复使用任意次以使整个表达式得到匹配。因此,.*连在一起就意味着任意数量的不包含换行的字符。现在\bhi\b.*\bLucy\b的意思就很明显了:先是一个单词hi,然后是任意个任意字符(但不能是换行),最后是Lucy这个单词。

^\bhi.*Lucy\b$

image

0\d\d-\d\d\d\d\d\d\d\d匹配这样的字符串:以0开头,然后是两个数字,然后是一个连字号“-”,最后是8个数字

为了避免那么多烦人的重复,我们也可以这样写这个表达式:0\d{2}-\d{8}。这里\d后面的{2}({8})的意思是前面\d必须连续重复匹配2次(8次)

常用的元字符

代码 说明
. 匹配除换行符以外的任意字符
\w 匹配字母或数字或下划线
\s 匹配任意的空白符
\d 匹配数字
\b 匹配单词的开始或结束
^ 匹配字符串的开始
$ 匹配字符串的结束

字符转义

代码/语法 说明
* 重复零次或更多次
+ 重复一次或更多次
? 重复零次或一次
{n} 重复n次
{n,} 重复n次或更多次
{n,m} 重复n到m次

下面是一些使用重复的例子:

Windows\d+匹配Windows后面跟1个或更多数字

^\w+匹配一行的第一个单词(或整个字符串的第一个单词,具体匹配哪个意思得看选项设置)

字符类

要想匹配像元音字母a,e,i,o,u这些没有预先定义元字符的字符集合该怎么做呢?

有个很简单的方法,只需要在方括号里列出它们就可以了,像[aeiou]就匹配任何一个英文元音字母,[.?!]匹配标点符号(.或?或!)。

我们也可以轻松地指定一个字符范围,像[0-9]代表的含意与\d就是完全一致的:一位数字;同理[a-z0-9A-Z_]也完全等同于\w(如果只考虑英文的话)

\(? 0 \d{2} [) -]? \d{8}

这个表达式可以匹配几种格式的电话号码,像(010)88886666,或022-22334455,或02912345678等。我们对它进行一些分析吧:首先是一个转义字符\(,它能出现0次或1次(?),然后是一个0,后面跟着2个数字(\d{2}),然后是)-空格中的一个,它出现1次或不出现(?),最后是8个数字(\d{8})

分枝条件

但是在上节内容介绍的那个表达式也可以用来匹配类似010)12345678(022-87654321这样的错误的格式。怎么办?要想解决这个问题,我们可以使用分枝条件。正则表达式里的分枝条件指的是有几种规则,只要满足这些规则中的任意一种,都会被当成匹配,因此我们要使用 | 把这些规则分开。为了更好的理解上述内容,我们来看看几个例子:

0\d{2}-\d{8}|0\d{3}-\d{7}这个表达式能匹配两种以连字号分隔的电话号码:一种是三位区号,8位本地号(如010-12345678),一种是4位区号,7位本地号(0376-2233445)。

\(0\d{2}\)[- ]?\d{8}|0\d{2}[- ]?\d{8}

这个表达式匹配3位区号的电话号码,其中区号可以用小括号括起来,也可以不用,区号与本地号间可以用连字号或空格间隔,也可以没有间隔。你可以试试用分枝条件把这个表达式扩展成也支持4位区号的。

\d{5}-\d{4}|\d{5}这个表达式用于匹配美国的邮政编码。美国邮编的规则是5位数字,或者用连字号间隔的9位数字。

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之所以要给出这个例子是因为它能说明一个问题:使用分枝条件时,要注意各个条件的顺序。如果你把它改成\d{5}|\d{5}-\d{4}的话,那么就只会匹配5位的邮编(以及9位邮编的前5位)。原因是匹配分枝条件时,将会从左到右地测试每个条件,如果满足了某个分枝的话,就不会去再管其它的条件了。

分组

在字符后面加上限定符就可以重复单个字符,那么多个字符的重复又该如何实现呢?可以使用小括号来指定子表达式(也称为分组),然后对于这个子表达式的重复次数你就可以自行规定了,子表达式也可以进行一些其他的操作,这个在后面会进行介绍。

(\d{1,3}\.){3}\d{1,3}是一个简单的IP地址匹配表达式。 要理解这个表达式,请按下列顺序分析它:

  1. \d{1,3}匹配1到3位的数字
  2. (\d{1,3}\.){3}匹配三位数字加上一个英文句号(这个整体也就是这个分组)重复3次
  3. 最后再加上一个一到三位的数字(\d{1,3})

不幸的是,它也将匹配256.300.888.999这种不可能存在的IP地址。如果能使用算术比较的话,或许能简单地解决这个问题,但是正则表达式中并不提供关于数学的任何功能,所以只能使用冗长的分组,选择,字符类来描述一个正确的IP地址:

((2[0-4]\d|25[0-5]|[01]?\d\d?)\.){3}(2[0-4]\d|25[0-5]|[01]?\d\d?)

理解这个表达式的关键是理解2[0-4]\d|25[0-5]|[01]?\d\d?

  1. 2[0-4]\d == 200~249
  2. 25[0-5] == 250~255
  3. [01]?\d\d? == 0~199

image (1)

注解:

  1. IP地址中每个数字都不能大于255? 01.02.03.04 这样前面带有0的数字, 是不是正确的IP地址呢?

    答案是: 是的, IP 地址里的数字可以包含有前导 0 (leading zeroes).

反义

有时需要查找不属于某个能简单定义的字符类的字符。比如想查找除了数字以外,其它任意字符都行的情况,这时需要用到反义

代码/语法 说明
\W 匹配任意不是字母,数字,下划线,汉字的字符
\S 匹配任意不是空白符的字符
\D 匹配任意非数字的字符
\B 匹配不是单词开头或结束的位置
[^x] 匹配除了x以外的任意字符
[^aeiou] 匹配除了aeiou这几个字母以外的任意字符

例子:\S+匹配不包含空白符的字符串。

<a[^>]+>匹配用尖括号括起来的以a开头的字符串。

image (2)

后向引用