正则表达式

正则表达式(Regular Expression)是用于描述一组字符串特征的模式,用来匹配特定的字符串。通过特殊字符+普通字符来进行模式描述,从而达到文本匹配目的工具。类似于生活中常见的寻人启示,通过描述一个人的特征来进行“搜索匹配”
如今正则已经被我们广泛应用,目前被集成到了各种文本编辑器/文本处理工具当中

应用场景

  • 验证: 表单提交时,进行用户名密码验证。
  • 查找: 从大量信息中快速提取指定内容。在一批url中,查找指定url
  • 替换: 将指定格式的文本,进行正则匹配查找,找到之后进行特定替换,(vim文本替换等)
    在很多技术领域(比如,自然语言处理,数据存储等),正则表达式可以很方便的提取出我们想要的信息,所以这部分必不可少

    构成基本要素

  • 字符类
  • 数量限定符
  • 位置限定符
  • 特殊符号

1. 字符类:

字符 说明 举例
. 匹配任意的一个字符 abc. 可以匹配abcd、abc0等
[] 匹配 [] 内的任意一个字符 [012]a可以匹配0a、1a、2a
在括号内表示字符范围 如[0-9]可以匹配任何一个数字
^ 放在[]内前面表示匹配除括号中字符外的任意一个字符 [^ab]c可以匹配1c、dc,但是不能匹配ac、bc
[[:xxx:]] grep工具预定义的一些命名字符类 [[:digit:]]可以匹配一个数字,[[:alpha:]]匹配一个字符,[[:lower:]]匹配任何一个小写字母等

应用:

  1. grep使用–color选项将匹配的字符串以红色标注出来
  2. Linux下可以用echo $?来打印上一条命令执行的退出码,为0表示执行成功,1表示失败。

实验如下:

注意:使用 . 默认为贪心匹配,和后面的正则匹配方式相关,后面再述。

2. 数量限定符:

字符 说明 举例
? 匹配紧跟它前面的单元(前面的一个数字或字符) 0或1次 如匹配小数,用0\.?[0-9]匹配0.1 、0.2、0.3等;由于.在正则里面是特殊符号所以需要用\进行转义操作(后面再说)
+ 匹配紧跟它前面的单元 1或多次 [a-zA-Z0-9_.-]+@[a-zA-Z0-9_.-]+\.com匹配一个邮箱地址
* 匹配紧跟它前面的单元0或多次 [0-9][0-9]*匹配至少一位数字,等价于[0-9]+
{N} 精确匹配紧跟它前面的单元N次 [0-9]{3}匹配000到999之间的数字
{N,} 匹配紧跟它前面的单元至少N次 [0-9]{3,}匹配三位及其以上的数字
{,M} 匹配紧跟它前面的单元最多M次 [0-9]{,1}等价于[0-9]?
{N,M} 匹配紧跟它前面的单元N~M次 近似匹配IP地址:[0-9]{1,3}\.[0-9]{1,3}\.[0-9]{1,3}\.[0-9]{1,3}

应用:

3. 位置限定符:

字符 说明 举例
^ 匹配行首位置,从行首开始匹配 ^world只匹配一行开头的world
$ 匹配行末位置,从行末尾开始匹配 ;$匹配一行末尾的;号,^$匹配空行
< 匹配单词开始位置 < th匹配this,不匹配teach、ethernet
\> 匹配单词末尾位置 p\>匹配sleep、leap等,不匹配parent、sleepy
\b 匹配单词的开始位置、末尾位置 \borld匹配world、aorld,\borld\b只匹配orld
\B 匹配非单词的开头、末尾位置 如 \Bat\B匹配battery,不匹配attend、hat等以字符串”at”开头、结尾的单词

注意:其中 \b 用来限定是目标串中是否有以指定字符串开头的单词,我们称之为词界。 \B 称之为非词界
应用:

4. 特殊符号:

字符 说明 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 <写成<匹配单词开头,.前面加上\写成\.. 的字面值
() 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]{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

应用:

( )将包含内容括起来作为一个整体,进而通过数量限定符限定。

| 用来级联多个条件,只要有任意一个匹配,即可匹配,表示或者关系,我们称之为析取符

正则表达式版本

其他常用通用字符集及其替换

符号 等价于 匹配
\d [0-9] 数字字符
\D [^0-9] 非数字字符
\w [a-zA-Z0-9_] 数字字母下划线
\W [^\w] 非数字字母下划线
\s [_\r\t\n\f] 表格,换行等空白区域
\S [^\s] 非空白区域

于是, 我们现在可以用这些符号来简化我们正则表达式的编写了?试试

可是结果好像并不如我们所愿?其实这里还与正则表达式版本有关。正则分为以下几个版本:

  • 基本的正则表达式(Basic Regular Expression 又叫 Basic RegEx 简称 BREs)
  • 扩展的正则表达式(Extended Regular Expression 又叫 Extended RegEx 简称 EREs)
  • Perl 的正则表达式(Perl Regular Expression 又叫 Perl RegEx 简称 PREs)

在grep中指定相应的参数即可,而这几个版本中默认的就是基本正则,带上-E选项就是扩展正则,而带上-P参数就是用perl版正则。解决前面的问题,我们这里让grep带上-P选项便可解决了

版本间区别

  • 正则表达式的Extended规范和Basic规范基本相同。只是在Basic规范下,有些字符 ?+{}|() 应解释为普通字符,要表示上述特殊含义则需要加  转义。
  • 反之,在Extended规范下, ?+{}|() 应该被理解成特殊含义,要取其字面值,也要对其进行  转义。
  • 所以, grep 工具带上 -E 选项,表示使用扩展正则来进行匹配,若没有,则表示使用基准正则进行匹配。亦或者直接使用egrep 命令操作
  • 带-P选项使用的perl正则匹配是perl语言的集成一种最重要特性,它十分强大,很多语言设计正则式支持的时候基本上都参考Perl的正则表达式。

正则匹配模式

  • 贪婪模式
    正则表达式去匹配时,会尽量多的匹配符合条件的内容grep 默认就是贪婪匹配,
  • 非贪婪模式
    正则表达式去匹配时,会尽量少的匹配符合条件的内容 也就是说,一旦发现匹配符合要求,立马就匹配成功,而不会继续匹配下去(除非有g,开启下一组匹配)

总结:可以看到,非贪婪模式的标识符,就是贪婪模式的标识符后面加上一个 ?

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