• 温故而知新系列:正则表达式


    正则表达式( regular expression)描述了一种字符串匹配的模式:

    • 检查一个串中是否含有符合某个规则的子串,并且可以得到这个子串
    • 根据匹配规则对字符串进行灵活的替换操作

    正则表达式规则

    普通字符

    字母,数字,汉字,下划线等

    简单的转义字符

    一些不便书写的字符,采用在前面加“”

    表达式 可匹配
    , 代表回车和换行
    制表符
    \ 代表本身
    ^ ^符号本身
    $ $符号本身
    . .符号本身

    能够与多种字符匹配的表达式

    表达式 可匹配
    d 任意一个数字, 0~9 中的任意一个
    w 任意一个字母或数字或下划线,也就是A~Z,a~z,0~9,_ 中任意一个
    s 包括空格、制表符、换页符等空白字符的其中任意一个小数点可以匹配除了换行符( )以外的任意一个字符

    修饰匹配次数的特殊符号

    表达式 可匹配
    {n} 表达式重复 n 次,比如: “w{2}” 相当于 “ww”“a{5}” 相当于 “aaaaa”
    {m,n} 表达式至少重复 m 次,最多重复 n 次,比如:”ba{1,3}”可以匹配 “ba”或”baa”或”baaa”
    {m,} 表达式至少重复 m 次,比如: “wd{2,}”可以匹配”a12”,”_456”,”M12344”…
    ? 匹配表达式 0 次或者 1 次,相当于 {0,1},比如:”a[cd]?”可以匹配 “a”,”ac”,”ad”
    + 表达式至少出现 1 次,相当于 {1,},比如: “a+b”可匹配 “ab”,”aab”,”aaab”…
    * 表达式不出现或出现任意次,相当于 {0,},比如:*b”可以匹配 “b”,”^^^b”…

    举例 1:表达式 “d+.?d*” 在匹配 “It costs $12.5” 时,匹配的是:成功;匹配到的内容是: “12.5”;匹配到的位置是:开始于结束于 14。

    例 2:表达式 “go{2,8}gle” 在匹配 “Ads by goooooogle” 时,匹配果是:成功;匹配到的内容是: “goooooogle”;匹配到的位置是:于 7,结束于 17。

    其他一些代表抽象意义的特殊符号

    表达式 作用
    ^ 与字符串开始的地方匹配,不匹配任何字符
    $ 与字符串结束的地方匹配,不匹配任何字符
     匹配一个单词边界,也就是单词和空格之间的位置,不匹配任何字符

    举例 1:表达式 “^aaa” 在匹配 “xxx aaa xxx” 时,匹配结果是:失败。为 “^” 要求与字符串开始的地方匹配,因此,只有当 “aaa” 位于字串的开头的时候, “^aaa” 才能匹配, 比如: “aaa xxx xxx”。

    举例 2:表达式 “aaa""xxxaaaxxx""” 要求与字符串结束的地方匹配,因此,只有当 “aaa” 位于字串的结尾的时候, “aaa$” 才能匹配, 比如: “xxx xxx aaa”。

    举例 3:表达式 “..” 在匹配 “@@@abc” 时,匹配结果是:成功;配到的内容是: “@a”;匹配到的位置是:开始于 2,结束于 4。进一步说明: “” 与 “^” 和 “$” 类似,本身不匹配任何字符,但是要求它在匹配结果中所处位置的左右两边,其中一边是 “w” 范围,一边是 非”w” 的范围。


    一些符号可以影响表达式内部的子表达式之间的关系:

    表达式 作用
    | 左右两边表达式之间 “或” 关系,匹配左边或者右边
    ( ) (1). 在被修饰匹配次数的时候,括号中的表达式可以作为整体被修饰(2). 取匹配结果的时候,括号中的表达式匹配到的内容可以被单独得到

    举例 :表达式 “Tom|Jack” 在匹配字符串 “I’m Tom, he is Jack匹配结果是:成功;匹配到的内容是: “Tom”;匹配到的位置是始于 4,结束于 7。匹配下一个时,匹配结果是:成功;匹配到的容是: “Jack”;匹配到的位置时:开始于 15,结束于 19。

    正则表达式中的一些高级规则

    匹配次数中的贪婪与非贪婪

    贪婪模式:

    在使用修饰匹配次数的特殊符号时,有几种表示方法可以使同表达式能够匹配不同的次数,比如: “{m,n}”, “{m,}”, “?”, “*”,具体匹配的次数随被匹配的字符串而定。这种重复匹配不定次表达式在匹配过程中,总是尽可能多的匹配。比如,针对文本dxxxd”,举例如下:

    表达式 匹配结果
    (d)(w+)”w+” 将匹配第一个 “d” 之后的所有字符”xxxdxxxd”
    (d)(w+)(d)”w+” 将匹配第一个 “d” 和最后一个 “d” 之间的所有字符 “xxxdxxx”。虽然 “w+” 也能够匹配上最后一个 “d”,但是为了使整个表达式匹配成功, “w+” 可以 “让出” 它本来能够匹配的最后一个 “d”

    由此可见, “w+” 在匹配的时候,总是尽可能多的匹配符合它的字符。虽然第二个举例中,它没有匹配最后一个 “d”,但那也了让整个表达式能够匹配成功。同理,带 “*” 和 “{m,n}” 的表达式都是尽可能地多匹配,带 “?” 的表达式在可匹配可不匹配的时候,也是尽可能的 “要匹配”。这 种匹配原则就叫作”贪婪” 模式 。

    非贪婪模式:

    在修饰匹配次数的特殊符号后再加上一个 “?” 号,则可以使匹配次数不定的表达式尽可能少的匹配,使可匹配可不匹配的表达式,尽可能的 “不匹配”。这种匹配原则叫作 “非贪婪” 模式,也叫作 “勉强”模式。如果少匹配就会导致整个表达式匹配失败的时候,与贪婪模式类似,非贪婪模式会最小限度的再匹配一些,以使整个表达式匹配成功。举例如下,针对文本 “dxxxdxxxd” 举例:

    表达式 匹配结果
    (d)(w+?)”w+?” 将尽可能少的匹配第一个 “d” 之后的字符结果是: “w+?” 只匹配了一个 “x”
    (d)(w+?)(d) 为了让整个表达式匹配成功, “w+?” 不得不匹配 “xxx” 才可以让后边的 “d” 匹配,从而使整个表达式匹配成功。因此,结果是: “w+?” 匹配 “xxx”

    这里写图片描述
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    反向引用 1,2…

    表达式在匹配时,表达式引擎会将小括号 “( )” 包含的表达式所
    匹配到的字符串记录下来。在获取匹配结果的时候,小括号包含的
    表达式所匹配到的字符串可以单独获取。这一点,在前面的举例中,
    已经多次展示了。在实际应用场合中,当用某种边界来查找,而所
    要获取的内容又不包含边界时,必须使用小括号来指定所要的范围。比如前面的

    "<td>(.*?)<	d>"。

    其实, “小括号包含的表达式所匹配到的字符串” 不仅是在匹配结
    束后才可以使用,在匹配过程中也可以使用。表达式后边的部分,
    可以引用前面 “括号内的子匹配已经匹配到的字符串”。引用方法是
    “” 加上一个数字。 “1” 引用第 1 对括号内匹配到的字符串, “2” 引
    用第 2 对括号内匹配到的字符串……以此类推,如果一对括号内包含
    另一对括号,则外层的括号先排序号。换句话说,哪一对的左括号
    “(” 在前,那这一对就先排序号。
    举例如下:

    举例 1:表达式 "('|")(.*?)(1)" 在匹配 " 'Hello', "World" " 时,匹配
    结果是:成功;匹配到的内容是: " 'Hello' "。再次匹配下一个时,
    可以匹配到 " "World" "。
    举例 2:表达式 "(w)1{4,}" 在匹配 "aa bbbb abcdefg ccccc
    11121111 999999999" 时,匹配结果是:成功;匹配到的内容是
    ccccc"。再次匹配下一个时,将得到 999999999。这个表达式要求
    w" 范围的字符至少重复 5 次, 注意与 "w{5,}" 之间的区别。
    举例 3:表达式 "<(w+)s*(w+(=('|").*?4)?s*)*>.*?<\1>" 在匹配
    "<td id='td1' style="bgcolor:white"><	d>" 时,匹配结果是成功。如果
    "<td>" 与 "<	d>" 不配对,则会匹配失败;如果改成其他配对,也可
    以匹配成功。

    (等宽断言)预搜索,不匹配;反向预搜索,不匹配

    前面的章节中,我讲到了几个代表抽象意义的特殊符号: “^”,”$”, “”。它们都有一个共同点,那就是:它们本身不匹配任何字符,只是对 “字符串的两头” 或者 “字符之间的缝隙” 附加了一个条件。理解到这个概念以后,本节将继续介绍另外一种对 “两头” 或者 “缝隙” 附加条件的,更加灵活的表示方法。正向预搜索: “(?=xxxxx)”, “(?!xxxxx)”


    格式: “(?=xxxxx)”,在被匹配的字符串中,它对所处的 “缝隙” 或者 “两头” 附加的条件是:所在缝隙的右侧,必须能够匹配上 xxxxx这部分的表达式。因为它只是在此作为这个缝隙上附加的条件,所以它并不影响后边的表达式去真正匹配这个缝隙之后的字符。这就类似 “”,本身不匹配任何字符。 “” 只是将所在缝隙之前、之后的字符取来进行了一下判断,不会影响后边的表达式来真正的匹配。


    举例 1:表达式 “Windows (?=NT|XP)” 在匹配 “Windows 98,Windows NT, Windows 2000” 时,将只匹配 “Windows NT” 中的”Windows “,其他的 “Windows ” 字样则不被匹配
    举例 2:表达式 “(w)((?=111)(1))+” 在匹配字符串 “aaa ffffff 999999999” 时,将可以匹配 6 个”f”的前 4 个,可以匹配 9 个”9”的前7 个。这个表达式可以读解成:重复 4 次以上的字母数字,则匹配其剩下最后 2 位之前的部分。当然,这个表达式可以不这样写,在此的目的是作为演示之用。格式: “(?!xxxxx)”,所在缝隙的右侧,必须不能匹配 xxxxx 这部
    举例 3:表达式 “((?!stop).)+” 在匹配 “fdjka ljfdl stop fjdsla fdj”时,将从头一直匹配到 “stop” 之前的位置,如果字符串中没有”stop”,则匹配整个字符串。
    举例 4:表达式 “do(?!w)” 在匹配字符串 “done, do, dog” 时,只能匹配 “do”。在本条举例中, “do” 后边使用 “(?!w)” 和使用 “” 效果是一样的。

    反向预搜索:

    "(?<=xxxxx)""(?<!xxxxx)"

    这两种格式的概念和正向预搜索是类似的,反向预搜索要求的条件是:所在缝隙的 “左侧”,两种格式分别要求必须能够匹配和必须不能够匹配指定表达式,而不是去判断右侧。与 “正向预搜索” 一样的是:它们都是对所在缝隙的一种附加条件,本身都不匹配任何字符。

    其他通用规则

    还有一些在各个正则表达式引擎之间比较通用的规则,在前面的讲解过程中没有提到。

    规则一

    表达式中,可以使用 “xXX” 和 “uXXXX” 表示一个字符( “X” 表示一个十六进制数)

    形式 字符范围
    xXX 编号在 0 ~ 255 范围的字符,比如: 空格可以使用”x20” 表示
    uXXXX 任何字符可以使用 “u” 再加上其编号的 4 位十六进制数表示,比如: “u4E2D”

    规则二

    在表达式 “s”, “d”, “w”, “” 表示特殊意义的同时,对应的大写字母表示相反的意义

    表达式 可匹配
    S 匹配所有非空白字符( “s” 可匹配各个空白字符)
    D 匹配所有的非数字字符
    W 匹配所有的字母、数字、下划线以外的字符
    B 匹配非单词边界,即左右两边都是 “w” 范围或者左右两边都不是 “w” 范围时的字符缝隙
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