正则表达式与re模块

许多程序设计语言都支持利用正则表达式进行字符串操作。例如,在Perl中就内建了一个功能强大的正则表达式引擎。正则表达式这个概念最初是由Unix中的工具软件(例如sedgrep)普及开的。正则表达式通常缩写成“regex”,单数有regexp、regex,复数有regexps、regexes、regexen。

基本语法

一个正则表达式通常被称为一个模式(pattern),为用来描述或者匹配一系列匹配某个句法规则的字符串。例如:HandelHändelHaendel这三个字符串,都可以由“H(a|ä|ae)ndel”这个模式来描述。大部分正则表达式的形式都有如下的结构:

选择

   |竖线符代表选择(即或集),具有最低优先级。例如“gray|grey”可以匹配grey或gray。

数量限定

某个字符后的数量限定符用来限定前面这个字符允许出现的个数。最常见的数量限定符包括“+”、“?”和“*”(不加数量限定则代表出现一次且仅出现一次):
+加号代表前面的字符必须至少出现一次。(1次、或多次)。例如,“goo+gle”可以匹配googlegoooglegoooogle等;
?问号代表前面的字符最多只可以出现一次。(0次、或1次)。例如,“colou?r”可以匹配color或者colour;
*星号代表前面的字符可以不出现,也可以出现一次或者多次。(0次、或1次、或多次)。例如,“0*42”可以匹配42042004200042等。

匹配

圆括号可以用来定义操作符的范围和优先度。例如,“gr(a|e)y”等价于“gray|grey”,“(grand)?father”匹配fathergrandfather

上述这些构造子都可以自由组合,因此,“H(ae?|ä)ndel”和“H(a|ae|ä)ndel”是相同的。

表达式

字符描述
将下一个字符标记为一个特殊字符(File Format Escape,清单见本表)、或一个原义字符(Identity Escape,有^$()*+?.[{|共计12个)、或一个向后引用(backreferences)、或一个八进制转义符。例如,“n”匹配字符“n”。“ ”匹配一个换行符。序列“\”匹配“”而“(”则匹配“(”。
^ 匹配输入字符串的开始位置。如果设置了RegExp对象的Multiline属性,^也匹配“ ”或“ ”之后的位置。
$ 匹配输入字符串的结束位置。如果设置了RegExp对象的Multiline属性,$也匹配“ ”或“ ”之前的位置。
* 匹配前面的子表达式零次或多次。例如,zo*能匹配“z”、“zo”以及“zoo”。*等价于{0,}。
+ 匹配前面的子表达式一次或多次。例如,“zo+”能匹配“zo”以及“zoo”,但不能匹配“z”。+等价于{1,}。
? 匹配前面的子表达式零次或一次。例如,“do(es)?”可以匹配“do”或“does”中的“do”。?等价于{0,1}。
{n} n是一个非负整数。匹配确定的n次。例如,“o{2}”不能匹配“Bob”中的“o”,但是能匹配“food”中的两个o。
{n,} n是一个非负整数。至少匹配n次。例如,“o{2,}”不能匹配“Bob”中的“o”,但能匹配“foooood”中的所有o。“o{1,}”等价于“o+”。“o{0,}”则等价于“o*”。
{n,m} m和n均为非负整数,其中n<=m。最少匹配n次且最多匹配m次。例如,“o{1,3}”将匹配“fooooood”中的前三个o。“o{0,1}”等价于“o?”。请注意在逗号和两个数之间不能有空格。
? 非贪心量化(Non-greedy quantifiers):当该字符紧跟在任何一个其他重复修饰符(*,+,?,{n},{n,},{n,m})后面时,匹配模式是贪婪的。非贪婪模式尽可能少的匹配所搜索的字符串,而默认的贪婪模式则尽可能多的匹配所搜索的字符串。例如,对于字符串“oooo”,“o+?”将匹配单个“o”,而“o+”将匹配所有“o”。
. 匹配除“ ”“ ”之外的任何单个字符。要匹配包括“ ”“ ”在内的任何字符,请使用像“(.| | )”的模式。
(pattern) 匹配pattern并获取这一匹配的子字符串。该子字符串用于向后引用。要匹配圆括号字符,请使用“(”或“)”。
(?:pattern) 匹配pattern但不获取匹配的子字符串(shy groups),也就是说这是一个非获取匹配,不存储匹配的子字符串用于向后引用。这在使用或字符“(|)”来组合一个模式的各个部分是很有用。例如“industr(?:y|ies)”就是一个比“industry|industries”更简略的表达式。
(?=pattern) 正向肯定预查(look ahead positive assert),在任何匹配pattern的字符串开始处匹配查找字符串。这是一个非获取匹配,也就是说,该匹配不需要获取供以后使用。例如,“Windows(?=95|98|NT|2000)”能匹配“Windows2000”中的“Windows”,但不能匹配“Windows3.1”中的“Windows”。预查不消耗字符,也就是说,在一个匹配发生后,在最后一次匹配之后立即开始下一次匹配的搜索,而不是从包含预查的字符之后开始。
(?!pattern) 正向否定预查(negative assert),在任何不匹配pattern的字符串开始处匹配查找字符串。这是一个非获取匹配,也就是说,该匹配不需要获取供以后使用。例如“Windows(?!95|98|NT|2000)”能匹配“Windows3.1”中的“Windows”,但不能匹配“Windows2000”中的“Windows”。预查不消耗字符,也就是说,在一个匹配发生后,在最后一次匹配之后立即开始下一次匹配的搜索,而不是从包含预查的字符之后开始
(?<=pattern) 反向(look behind)肯定预查,与正向肯定预查类似,只是方向相反。例如,“(?<=95|98|NT|2000)Windows”能匹配“2000Windows”中的“Windows”,但不能匹配“3.1Windows”中的“Windows”。
(?<!pattern) 反向否定预查,与正向否定预查类似,只是方向相反。例如“(?<!95|98|NT|2000)Windows”能匹配“3.1Windows”中的“Windows”,但不能匹配“2000Windows”中的“Windows”。
x|y 匹配x或y。例如,“z|food”能匹配“z”或“food”。“(?:z|f)ood”则匹配“zood”或“food”。
[xyz] 字符集合(character class)。匹配所包含的任意一个字符。例如,“[abc]”可以匹配“plain”中的“a”。特殊字符仅有反斜线保持特殊含义,用于转义字符。其它特殊字符如星号、加号、各种括号等均作为普通字符。脱字符^如果出现在首位则表示负值字符集合;如果出现在字符串中间就仅作为普通字符。连字符 - 如果出现在字符串中间表示字符范围描述;如果如果出现在首位(或末尾)则仅作为普通字符。右方括号应转义出现,也可以作为首位字符出现。
[^xyz] 排除型字符集合(negated character classes)。匹配未列出的任意字符。例如,“[^abc]”可以匹配“plain”中的“plin”。
[a-z] 字符范围。匹配指定范围内的任意字符。例如,“[a-z]”可以匹配“a”到“z”范围内的任意小写字母字符。
[^a-z] 排除型的字符范围。匹配任何不在指定范围内的任意字符。例如,“[^a-z]”可以匹配任何不在“a”到“z”范围内的任意字符。
[:name:] 增加命名字符类(named character class)中的字符到表达式。只能用于方括号表达式。
[=elt=] 增加当前locale下排序(collate)等价于字符“elt”的元素。例如,[=a=]可能会增加ä、á、à、ă、ắ、ằ、ẵ、ẳ、â、ấ、ầ、ẫ、ẩ、ǎ、å、ǻ、ä、ǟ、ã、ȧ、ǡ、ą、ā、ả、ȁ、ȃ、ạ、ặ、ậ、ḁ、ⱥ、ᶏ、ɐ、ɑ 。只能用于方括号表达式。
[.elt.] 增加排序元素(collation element)elt到表达式中。这是因为某些排序元素由多个字符组成。例如,29个字母表的西班牙语, "CH"作为单个字母排在字母C之后,因此会产生如此排序“cinco, credo, chispa”。只能用于方括号表达式。
 匹配一个单词边界,也就是指单词和空格间的位置。例如,“er”可以匹配“never”中的“er”,但不能匹配“verb”中的“er”。
B 匹配非单词边界。“erB”能匹配“verb”中的“er”,但不能匹配“never”中的“er”。
cx 匹配由x指明的控制字符。例如,cM匹配一个Control-M或回车符。x的值必须为A-Z或a-z之一。否则,将c视为一个原义的“c”字符。
d 匹配一个数字字符。等价于[0-9]。注意Unicode正则表达式会匹配全角数字字符。
D 匹配一个非数字字符。等价于[^0-9]。
f 匹配一个换页符。等价于x0c和cL。
匹配一个换行符。等价于x0a和cJ。
匹配一个回车符。等价于x0d和cM。
s 匹配任何空白字符,包括空格、制表符、换页符等等。等价于[ f v]。注意Unicode正则表达式会匹配全角空格符。
S 匹配任何非空白字符。等价于[^ f v]。
匹配一个制表符。等价于x09和cI。
v 匹配一个垂直制表符。等价于x0b和cK。
w 匹配包括下划线的任何单词字符。等价于“[A-Za-z0-9_]”。注意Unicode正则表达式会匹配中文字符。
W 匹配任何非单词字符。等价于“[^A-Za-z0-9_]”。
ck 匹配控制转义字符。k代表一个字符。等价于“Ctrl-k”。用于ECMA语法。
xnn 十六进制转义字符序列。匹配两个十六进制数字nn表示的字符。例如,“x41”匹配“A”。“x041”则等价于“x04&1”。正则表达式中可以使用ASCII编码。.
um 向后引用(back-reference)一个子字符串(substring),该子字符串与正则表达式的第num个用括号围起来的捕捉群(capture group)子表达式(subexpression)匹配。其中num是从1开始的十进制正整数,其上限可能是9、31、99甚至无限。例如:“(.)1”匹配两个连续的相同字符。
标识一个八进制转义值或一个向后引用。如果 之前至少n个获取的子表达式,则n为向后引用。否则,如果n为八进制数字(0-7),则n为一个八进制转义值。
m 3位八进制数字,标识一个八进制转义值或一个向后引用。如果 m之前至少有nm个获得子表达式,则nm为向后引用。如果 m之前至少有n个获取,则n为一个后跟文字m的向后引用。如果前面的条件都不满足,若n和m均为八进制数字(0-7),则 m将匹配八进制转义值nm。
ml 如果n为八进制数字(0-3),且m和l均为八进制数字(0-7),则匹配八进制转义值nml。
un Unicode转义字符序列。其中n是一个用四个十六进制数字表示的Unicode字符。例如,u00A9匹配版权符号(©)。

优先权

优先权 符号
最高
( )、(?: )、(?= )、[ ]
*、+、?、{n}、{n,}、{m,n}
^、$、中介字符
次最低 串接,即相邻字符连接在一起
最低 |
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