C的变量和Shell脚本变量的定义和使用方法很不相同，表达能力也不相同，C的变量有各种类型，而Shell脚本变量都是字符串。同样道理，各种工具和编程语言所使用的正则表达式规范的语法并不相同，表达能力也各不相同，有的正则表达式规范引入很多扩展，能表达更复杂的模式，但各种正则表达式规范的基本概念都是相通的。
如果要用grep查找一个模式，如何表示这个模式，这一类字符串，而不是一个特定的字符串呢？从这两个简单的例子可以看出，要表示一个模式至少应该包含以下信息：
字符类：如上例的x和y，它们在模式中表示一个字符，但是取值范围是一类字符中的任意一个。
数量限定符：邮件地址的每一部分可以有一个或多个x字符，IP地址的每一部分可以有1-3个y字符
各种字符类以及普通字符之间的位置关系：例如邮件地址分三部分，用普通字符@和.隔开，IP地址分四部分，用.隔开，每一部分都可以用字符类和数量限定符描述。为了表示位置关系，还有位置限定符的概念。
规定一些特殊语法表示字符类、数量限定符和位置关系，然后用这些特殊语法和普通字符一起表示一个模式，这就是正则表达式。
字符类
字符 | 含义 | 举例 |
. | 匹配任意一个字符 | abc.可以匹配abcd、abc9等 |
[] | 匹配括号中的任意一个字符 | [abc]d可以匹配ad、bd或cd |
- | 在[]括号内表示字符范围 | [0-9a-fA-F]可以匹配一位十六进制数字 |
^ | 位于[]括号内的开头，匹配除括号中的字符之外的任意一个字符 | [^xy]匹配除xy之外的任一字符，因此[^xy]1可以匹配a1、b1但不匹配x1、y1 |
[[:xxx:]] | grep工具预定义的一些命名字符类 | [[:alpha:]]匹配一个字母，[[:digit:]]匹配一个数字 |
数量限定符
字符 | 含义 | 举例 |
? | 紧跟在它前面的单元应匹配零次或一次 | [0-9]?.[0-9]匹配0.0、2.3、.5等，由于.在正则表达式中是一个特殊字符，所以需要用转义一下，取字面值 |
+ | 紧跟在它前面的单元应匹配一次或多次 | [a-zA-Z0-9_.-]+@[a-zA-Z0-9_.-]+.[a-zA-Z0-9_.-]+匹配email地址 |
* | 紧跟在它前面的单元应匹配零次或多次 | [0-9][0-9]*匹配至少一位数字，等价于[0-9]+，[a-zA-Z_]+[a-zA-Z_0-9]*匹配C语言的标识符 |
{N} | 紧跟在它前面的单元应精确匹配N次 | [1-9][0-9]{2}匹配从100到999的整数 |
{N,} | 紧跟在它前面的单元应匹配至少N次 | [1-9][0-9]{2,}匹配三位以上（含三位）的整数 |
{,M} | 紧跟在它前面的单元应匹配最多M次 | [0-9]{,1}相当于[0-9]? |
{N,M} | 紧跟在它前面的单元应匹配至少N次，最多M次 | [0-9]{1,3}.[0-9]{1,3}.[0-9]{1,3}.[0-9]{1,3}匹配IP地址 |
再次注意grep找的是包含某一模式的行，而不是完全匹配某一模式的行。再举个例子，如果文本文件的内容是
aaabc aad efg
查找a*这个模式的结果是三行都被找出来了
$ egrep 'a*' testfile aabc aad efg
a*匹配0个或多个a，而第三行包含0个a，所以也包含了这一模式。单独用a*这样的正则表达式做查找没什么意义，一般是把a*作为正则表达式的一部分来用。
常用的元字符
. 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或汉字
s 匹配任意的空白符
d 匹配数字
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
元字符^（和数字6在同一个键位上的符号）和$都匹配一个位置，这和有点类似。^匹配你要用来查找的字符串的开头，$匹配结尾。这两个代码在验证输入的内容时非常有用，比如一个网站如果要求你填写的QQ号必须为5位到12位数字时，可以使用：^d{5,12}$。
这里的{5,12}和前面介绍过的{2}是类似的，只不过{2}匹配只能不多不少重复2次，{5,12}则是重复的次数不能少于5次，不能多于12次，否则都不匹配。
因为使用了^和$，所以输入的整个字符串都要用来和d{5,12}来匹配，也就是说整个输入必须是5到12个数字，因此如果输入的QQ号能匹配这个正则表达式的话，那就符合要求了。
和忽略大小写的选项类似，有些正则表达式处理工具还有一个处理多行的选项。如果选中了这个选项，^和$的意义就变成了匹配行的开始处和结束处。
位置限定符
字符 | 含义 | 举例 |
^ | 匹配行首的位置 | ^Content匹配位于一行开头的Content |
$ | 匹配行末的位置 | ;$匹配位于一行结尾的;号，^$匹配空行 |
< | 匹配单词开头的位置 | <th匹配... this，但不匹配ethernet、tenth |
> | 匹配单词结尾的位置 | p>匹配leap ...，但不匹配parent、sleepy |
匹配单词开头或结尾的位置 | at匹配... at ...，但不匹配cat、atexit、batch | |
B | 匹配非单词开头和结尾的位置 | BatB匹配battery，但不匹配... attend、hat ... |
位置限定符可以帮助grep更准确地查找，例如上一节我们用[0-9]{1,3}.[0-9]{1,3}.[0-9]{1,3}.[0-9]{1,3}查找IP地址，找到这两行
192.168.1.1 1234.234.04.5678
如果用^[0-9]{1,3}.[0-9]{1,3}.[0-9]{1,3}.[0-9]{1,3}$查找，就可以把1234.234.04.5678这一行过滤掉了。
其它特殊字符
字符 | 含义 | 举例 |
转义字符，普通字符转义为特殊字符，特殊字符转义为普通字符 | 普通字符<写成<表示单词开头的位置，特殊字符.写成.以及写成\就当作普通字符来匹配 | |
() | 将正则表达式的一部分括起来组成一个单元，可以对整个单元使用数量限定符 | ([0-9]{1,3}.){3}[0-9]{1,3}匹配IP地址 |
| | 连接两个子表达式，表示或的关系 | n(o|either)匹配no或neither |
如果你想查找元字符本身的话，比如你查找.,或者*,就出现了问题：你没办法指定它们，因为它们会被解释成别的意思。这时你就得使用来取消这些字符的特殊意义。因此，你应该使用.和*。当然，要查找本身，你也得用\。