1. 程式人生 > >正則表達式總結

正則表達式總結

構造 為什麽 命名捕獲 com 例子 閱讀 種類 不同 程序員

一、什麽是正則
正則是匹配特定格式文本的一種模式。

一句話:

正則表達式為匹配文本的一組標記符. 說白了,就是一些字符( 元字符),匹配了多少次(重復),在哪裏(位置)匹配的範式. 有幾個關鍵字:元字符,重復,位置

二、元字符

一句話:對於以元字符轉為大寫為最反義,字符組中加“^”取反義,元字符本身需轉義
表1.常用的元字符
代碼說明
. 匹配除換行符以外的任意字符
\w 匹配字母或數字或下劃線或漢字
\s 匹配任意的空白符
\d 匹配數字
\b 匹配單詞的開始或結束
^ 匹配字符串的開始
$ 匹配字符串的結束

反義

有時需要查找不屬於某個能簡單定義的字符類的字符。比如想查找除了數字以外,其它任意字符都行的情況,這時需要用到反義:

表2.常用的反義代碼
代碼/語法說明
\W 匹配任意不是字母,數字,下劃線,漢字的字符
\S 匹配任意不是空白符的字符
\D 匹配任意非數字的字符
\B 匹配不是單詞開頭或結束的位置
[^x] 匹配除了x以外的任意字符
[^aeiou] 匹配除了aeiou這幾個字母以外的任意字符


字符轉義

如果你想查找元字符本身的話,比如你查找.,或者*,就出現了問題:你沒辦法指定它們,因為它們會被解釋成別的意思。這時你就得使用\來取消這些字符的特殊意義。因此,你應該使用\.和\*。當然,要查找\本身,你也得用\\.

例如:unibetter\.com匹配unibetter.com,C:\\Windows匹配C:\Windows。

三、重復

一句話:當重復後加一個?號,即表示為懶惰匹配,默認為貪婪匹配
常用的限定符
代碼/語法說明
* 重復零次或更多次
+ 重復一次或更多次
? 重復零次或一次
{n} 重復n次
{n,} 重復n次或更多次
{n,m} 重復n到m次

貪婪與懶惰

當正則表達式中包含能接受重復的限定符時,通常的行為是(在使整個表達式能得到匹配的前提下)匹配盡可能多的字符。以這個表達式為例:a.*b,它將會匹配最長的以a開始,以b結束的字符串。如果用它來搜索aabab的話,它會匹配整個字符串aabab。這被稱為貪婪匹配。

有時,我們更需要懶惰匹配,也就是匹配盡可能少的字符。前面給出的限定符都可以被轉化為懶惰匹配模式,只要在它後面加上一個問號?。這樣.*?就意味著匹配任意數量的重復,但是在能使整個匹配成功的前提下使用最少的重復。現在看看懶惰版的例子吧:

a.*?b匹配最短的,以a開始,以b結束的字符串。如果把它應用於aabab的話,它會匹配aab(第一到第三個字符)和ab(第四到第五個字符)。

為什麽第一個匹配是aab(第一到第三個字符)而不是ab(第二到第三個字符)?簡單地說,因為正則表達式有另一條規則,比懶惰/貪婪規則的優先級更高:最先開始的匹配擁有最高的優先權——The match that begins earliest wins。

表.懶惰限定符
代碼/語法說明
*? 重復任意次,但盡可能少重復
+? 重復1次或更多次,但盡可能少重復
?? 重復0次或1次,但盡可能少重復
{n,m}? 重復n到m次,但盡可能少重復
{n,}? 重復n次以上,但盡可能少重復
四、位置 一句話:只斷言(判斷)位置,不去匹配,只定位就像"^","$"。(?<=exp)exp2(?=exp3) 匹配以exp開始,以exp3結束的exp2部份。 比如\b\w+(?=ing\b),匹配以ing結尾的單詞的前面部分(除了ing以外的部分) (?<!exp) exp2 (?!exp3) 這個相反嘍。

零寬斷言

何為斷言:斷言某個位置會出現,或不會出現某個模式,但不去匹配這個模式。當斷言不成功時,不再匹配。

接下來的四個用於查找在某些內容(但並不包括這些內容)之前或之後的東西,也就是說它們像\b,^,$那樣用於指定一個位置,這個位置應該滿足一定的條件(即斷言),因此它們也被稱為零寬斷言。最好還是拿例子來說明吧:

斷言用來聲明一個應該為真的事實。正則表達式中只有當斷言為真時才會繼續進行匹配。

(?=exp)也叫零寬度正預測先行斷言,它斷言自身出現的位置的後面能匹配表達式exp。比如\b\w+(?=ing\b),匹配以ing結尾的單詞的前面部分(除了ing以外的部分),如查找I‘m singing while you‘re dancing.時,它會匹配sing和danc。

(?<=exp)也叫零寬度正回顧後發斷言,它斷言自身出現的位置的前面能匹配表達式exp。比如(?<=\bre)\w+\b會匹配以re開頭的單詞的後半部分(除了re以外的部分),例如在查找reading a book時,它匹配ading。

假如你想要給一個很長的數字中每三位間加一個逗號(當然是從右邊加起了),你可以這樣查找需要在前面和裏面添加逗號的部分:((?<=\d)\d{3})+\b,用它對1234567890進行查找時結果是234567890。

下面這個例子同時使用了這兩種斷言:(?<=\s)\d+(?=\s)匹配以空白符間隔的數字(再次強調,不包括這些空白符)。

負向零寬斷言

前面我們提到過怎麽查找不是某個字符或不在某個字符類裏的字符的方法(反義)。但是如果我們只是想要確保某個字符沒有出現,但並不想去匹配它時怎麽辦?例如,如果我們想查找這樣的單詞--它裏面出現了字母q,但是q後面跟的不是字母u,我們可以嘗試這樣:

\b\w*q[^u]\w*\b匹配包含後面不是字母u的字母q的單詞。但是如果多做測試(或者你思維足夠敏銳,直接就觀察出來了),你會發現,如果q出現在單詞的結尾的話,像Iraq,Benq,這個表達式就會出錯。這是因為[^u]總要匹配一個字符,所以如果q是單詞的最後一個字符的話,後面的[^u]將會匹配q後面的單詞分隔符(可能是空格,或者是句號或其它的什麽),後面的\w*\b將會匹配下一個單詞,於是\b\w*q[^u]\w*\b就能匹配整個Iraq fighting。負向零寬斷言能解決這樣的問題,因為它只匹配一個位置,並不消費任何字符。現在,我們可以這樣來解決這個問題:\b\w*q(?!u)\w*\b。

零寬度負預測先行斷言(?!exp),斷言此位置的後面不能匹配表達式exp。例如:\d{3}(?!\d)匹配三位數字,而且這三位數字的後面不能是數字;\b((?!abc)\w)+\b匹配不包含連續字符串abc的單詞。

同理,我們可以用(?<!exp),零寬度負回顧後發斷言來斷言此位置的前面不能匹配表達式exp:(?<![a-z])\d{7}匹配前面不是小寫字母的七位數字。

請詳細分析表達式(?<=<(\w+)>).*(?=<\/\1>),這個表達式最能表現零寬斷言的真正用途。

一個更復雜的例子:(?<=<(\w+)>).*(?=<\/\1>)匹配不包含屬性的簡單HTML標簽內裏的內容。(?<=<(\w+)>)指定了這樣的前綴:被尖括號括起來的單詞(比如可能是<b>),然後是.*(任意的字符串),最後是一個後綴(?=<\/\1>)。註意後綴裏的\/,它用到了前面提過的字符轉義;\1則是一個反向引用,引用的正是捕獲的第一組,前面的(\w+)匹配的內容,這樣如果前綴實際上是<b>的話,後綴就是</b>了。整個表達式匹配的是<b>和</b>之間的內容(再次提醒,不包括前綴和後綴本身)。

五、常見的等

正則表達式難,有很在一部份原因是因為同一種匹配有多部寫法,以下為常見的相等 \d = [0-9] +={1,} *={0,} ?={0,1} \D=[^0-9] \w=[A-Za-z_0-9] 六、從字符說開來 1 “ ^ ”
  • 起始位置
  • 取反 如[^abc]
2 “ ? ”
  • 當在元字符後時,表示匹配0到1次,即可選的,區別與+(1,無窮),*(0,無窮)
  • 在貪婪與懶惰中表示懶惰匹配,例: +? , *? , ?? , {1,4}? 。
  • 在後向引用中,例:(?<=exp) ,(?=exp) .
  • 捕獲 (?:exp) , (?<name>exp) , ()
3 “ () ”
  • 使用圓括號分組
  • 表示可選擇性,交替選擇

七、分組

我們已經提到了怎麽重復單個字符(直接在字符後面加上限定符就行了);但如果想要重復多個字符又該怎麽辦?你可以用小括號來指定子表達式(也叫做分組),然後你就可以指定這個子表達式的重復次數了,你也可以對子表達式進行其它一些操作(後面會有介紹)。

(\d{1,3}\.){3}\d{1,3}是一個簡單的IP地址匹配表達式。要理解這個表達式,請按下列順序分析它:\d{1,3}匹配1到3位的數字,(\d{1,3}\.){3}匹配三位數字加上一個英文句號(這個整體也就是這個分組)重復3次,最後再加上一個一到三位的數字(\d{1,3})。

IP地址中每個數字都不能大於255,大家千萬不要被《24》第三季的編劇給忽悠了……

不幸的是,它也將匹配256.300.888.999這種不可能存在的IP地址。如果能使用算術比較的話,或許能簡單地解決這個問題,但是正則表達式中並不提供關於數學的任何功能,所以只能使用冗長的分組,選擇,字符類來描述一個正確的IP地址:((2[0-4]\d|25[0-5]|[01]?\d\d?)\.){3}(2[0-4]\d|25[0-5]|[01]?\d\d?)。

理解這個表達式的關鍵是理解2[0-4]\d|25[0-5]|[01]?\d\d?,這裏我就不細說了,你自己應該能分析得出來它的意義。

分枝條件

不幸的是,剛才那個表達式也能匹配010)12345678或(022-87654321這樣的“不正確”的格式。要解決這個問題,我們需要用到分枝條件。正則表達式裏的分枝條件指的是有幾種規則,如果滿足其中任意一種規則都應該當成匹配,具體方法是用|把不同的規則分隔開。聽不明白?沒關系,看例子:

0\d{2}-\d{8}|0\d{3}-\d{7}這個表達式能匹配兩種以連字號分隔的電話號碼:一種是三位區號,8位本地號(如010-12345678),一種是4位區號,7位本地號(0376-2233445)。

\(0\d{2}\)[- ]?\d{8}|0\d{2}[- ]?\d{8}這個表達式匹配3位區號的電話號碼,其中區號可以用小括號括起來,也可以不用,區號與本地號間可以用連字號或空格間隔,也可以沒有間隔。你可以試試用分枝條件把這個表達式擴展成也支持4位區號的。

\d{5}-\d{4}|\d{5}這個表達式用於匹配美國的郵政編碼。美國郵編的規則是5位數字,或者用連字號間隔的9位數字。之所以要給出這個例子是因為它能說明一個問題:使用分枝條件時,要註意各個條件的順序。如果你把它改成\d{5}|\d{5}-\d{4}的話,那麽就只會匹配5位的郵編(以及9位郵編的前5位)。原因是匹配分枝條件時,將會從左到右地測試每個條件,如果滿足了某個分枝的話,就不會去再管其它的條件了。

後向引用

使用小括號指定一個子表達式後,匹配這個子表達式的文本(也就是此分組捕獲的內容)可以在表達式或其它程序中作進一步的處理。默認情況下,每個分組會自動擁有一個組號,規則是:從左向右,以分組的左括號為標誌,第一個出現的分組的組號為1,第二個為2,以此類推。

呃……其實,組號分配還不像我剛說得那麽簡單:

  • 分組0對應整個正則表達式
  • 實際上組號分配過程是要從左向右掃描兩遍的:第一遍只給未命名組分配,第二遍只給命名組分配--因此所有命名組的組號都大於未命名的組號
  • 你可以使用(?:exp)這樣的語法來剝奪一個分組對組號分配的參與權.

後向引用用於重復搜索前面某個分組匹配的文本。例如,\1代表分組1匹配的文本。難以理解?請看示例:

\b(\w+)\b\s+\1\b可以用來匹配重復的單詞,像go go, 或者kitty kitty。這個表達式首先是一個單詞,也就是單詞開始處和結束處之間的多於一個的字母或數字(\b(\w+)\b),這個單詞會被捕獲到編號為1的分組中,然後是1個或幾個空白符(\s+),最後是分組1中捕獲的內容(也就是前面匹配的那個單詞)(\1)。

你也可以自己指定子表達式的組名。要指定一個子表達式的組名,請使用這樣的語法:(?<Word>\w+)(或者把尖括號換成‘也行:(?‘Word‘\w+)),這樣就把\w+的組名指定為Word了。要反向引用這個分組捕獲的內容,你可以使用\k<Word>,所以上一個例子也可以寫成這樣:\b(?<Word>\w+)\b\s+\k<Word>\b。

使用小括號的時候,還有很多特定用途的語法。下面列出了最常用的一些:

表4.常用分組語法
分類代碼/語法說明
捕獲 (exp) 匹配exp,並捕獲文本到自動命名的組裏
(?<name>exp) 匹配exp,並捕獲文本到名稱為name的組裏,也可以寫成(?‘name‘exp)
(?:exp) 匹配exp,不捕獲匹配的文本,也不給此分組分配組號
零寬斷言 (?=exp) 匹配exp前面的位置
(?<=exp) 匹配exp後面的位置
(?!exp) 匹配後面跟的不是exp的位置
(?<!exp) 匹配前面不是exp的位置
註釋 (?#comment) 這種類型的分組不對正則表達式的處理產生任何影響,用於提供註釋讓人閱讀

我們已經討論了前兩種語法。第三個(?:exp)不會改變正則表達式的處理方式,只是這樣的組匹配的內容不會像前兩種那樣被捕獲到某個組裏面,也不會擁有組號。“我為什麽會想要這樣做?”——好問題,你覺得為什麽呢?


捕獲組就是把正則表達式中子表達式匹配的內容,保存到內存中以數字編號或顯式命名的組裏,方便後面引用。當然,這種引用既可以是在正則表達式內部,也可以是在正則表達式外部。

捕獲組有兩種形式,一種是普通捕獲組,另一種是命名捕獲組,通常所說的捕獲組指的是普通捕獲組。語法如下:

普通捕獲組:(Expression)

命名捕獲組:(?<name>Expression)

普通捕獲組在大多數支持正則表達式的語言或工具中都是支持的,而命名捕獲組目前只有.NET、PHP、Python等部分語言支持,據說Java會在7.0中提供對這一特性的支持。上面給出的命名捕獲組的語法是.NET中的語法,另外在.NET中使用(?’name’Expression)與使用(?<name>Expression)是等價的。在PHP和Python中命名捕獲組語法為:(?P<name>Expression)。

另外需要說明的一點是,除(Expression)和(?<name>Expression)語法外,其它的(?...)語法都不是捕獲組。

八、處理選項

在C#中,你可以使用Regex(String, RegexOptions)構造函數來設置正則表達式的處理選項。如:Regex regex = new Regex(@"\ba\w{6}\b", RegexOptions.IgnoreCase);

上面介紹了幾個選項如忽略大小寫,處理多行等,這些選項能用來改變處理正則表達式的方式。下面是.Net中常用的正則表達式選項:

表6.常用的處理選項
名稱說明
IgnoreCase(忽略大小寫) 匹配時不區分大小寫。
Multiline(多行模式) 更改^和$的含義,使它們分別在任意一行的行首和行尾匹配,而不僅僅在整個字符串的開頭和結尾匹配。(在此模式下,$的精確含意是:匹配\n之前的位置以及字符串結束前的位置.)
Singleline(單行模式) 更改.的含義,使它與每一個字符匹配(包括換行符\n)。
IgnorePatternWhitespace(忽略空白) 忽略表達式中的非轉義空白並啟用由#標記的註釋。
ExplicitCapture(顯式捕獲) 僅捕獲已被顯式命名的組。

一個經常被問到的問題是:是不是只能同時使用多行模式和單行模式中的一種?答案是:不是。這兩個選項之間沒有任何關系,除了它們的名字比較相似(以至於讓人感到疑惑)以外。

九、平衡組/遞歸匹配

這裏介紹的平衡組語法是由.Net Framework支持的;其它語言/庫不一定支持這種功能,或者支持此功能但需要使用不同的語法。

有時我們需要匹配像( 100 * ( 50 + 15 ) )這樣的可嵌套的層次性結構,這時簡單地使用\(.+\)則只會匹配到最左邊的左括號和最右邊的右括號之間的內容(這裏我們討論的是貪婪模式,懶惰模式也有下面的問題)。假如原來的字符串裏的左括號和右括號出現的次數不相等,比如( 5 / ( 3 + 2 ) ) ),那我們的匹配結果裏兩者的個數也不會相等。有沒有辦法在這樣的字符串裏匹配到最長的,配對的括號之間的內容呢?

為了避免(和\(把你的大腦徹底搞糊塗,我們還是用尖括號代替圓括號吧。現在我們的問題變成了如何把xx <aa <bbb> <bbb> aa> yy這樣的字符串裏,最長的配對的尖括號內的內容捕獲出來?

這裏需要用到以下的語法構造:

  • (?‘group‘) 把捕獲的內容命名為group,並壓入堆棧(Stack)
  • (?‘-group‘) 從堆棧上彈出最後壓入堆棧的名為group的捕獲內容,如果堆棧本來為空,則本分組的匹配失敗
  • (?(group)yes|no) 如果堆棧上存在以名為group的捕獲內容的話,繼續匹配yes部分的表達式,否則繼續匹配no部分
  • (?!) 零寬負向先行斷言,由於沒有後綴表達式,試圖匹配總是失敗

如果你不是一個程序員(或者你自稱程序員但是不知道堆棧是什麽東西),你就這樣理解上面的三種語法吧:第一個就是在黑板上寫一個"group",第二個就是從黑板上擦掉一個"group",第三個就是看黑板上寫的還有沒有"group",如果有就繼續匹配yes部分,否則就匹配no部分。

我們需要做的是每碰到了左括號,就在壓入一個"Open",每碰到一個右括號,就彈出一個,到了最後就看看堆棧是否為空--如果不為空那就證明左括號比右括號多,那匹配就應該失敗。正則表達式引擎會進行回溯(放棄最前面或最後面的一些字符),盡量使整個表達式得到匹配。

<                         #最外層的左括號
    [^<>]*                #最外層的左括號後面的不是括號的內容
    (
        (
            (?‘Open‘<)    #碰到了左括號,在黑板上寫一個"Open"
            [^<>]*       #匹配左括號後面的不是括號的內容
        )+
        (
            (?‘-Open‘>)   #碰到了右括號,擦掉一個"Open"
            [^<>]*        #匹配右括號後面不是括號的內容
        )+
    )*
    (?(Open)(?!))         #在遇到最外層的右括號前面,判斷黑板上還有沒有沒擦掉的"Open";如果還有,則匹配失敗

>                         #最外層的右括號

平衡組的一個最常見的應用就是匹配HTML,下面這個例子可以匹配嵌套的<div>標簽:<div[^>]*>[^<>]*(((?‘Open‘<div[^>]*>)[^<>]*)+((?‘-Open‘</div>)[^<>]*)+)*(?(Open)(?!))</div>.



十、記憶關鍵字

五個關鍵字 :字符,位置,重復,分組

十一、引用:

http://www.cnblogs.com/deerchao/archive/2006/08/24/zhengzhe30fengzhongjiaocheng.html http://blog.csdn.net/wlwqw/article/details/4370718 http://www.360doc.com/content/11/1024/10/3405955_158629375.shtml

正則表達式總結