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正則表達(dá)式(regex)入門(mén)、元字符(特殊字符)學(xué)習(xí)與提高

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什么是正則表達(dá)式呢?
正則表達(dá)式,又稱正規(guī)表示法、常規(guī)表示法(英語(yǔ):Regular Expression,在代碼中常簡(jiǎn)寫(xiě)為regex、regexp或RE),它是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)概念。正則表達(dá)式使用單個(gè)字符串來(lái)描述、匹配一系列符合某個(gè)句法規(guī)則的字符串。幾乎在各種計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言中都有用到??梢苑譃槠胀ㄕ齽t表達(dá)式、擴(kuò)展正則表達(dá)式、高級(jí)正則表達(dá)式。普通正則表達(dá)式在linux shell中常用到,高級(jí)正則表達(dá)式語(yǔ)法規(guī)范,基本由perl演化而來(lái)。目前常見(jiàn)程序語(yǔ)言(php,perl,python,java,c#)都支持高級(jí)正則表達(dá)式。

我們?yōu)槭裁匆獙W(xué)習(xí)正則表達(dá)式?
高級(jí)程序語(yǔ)言的正則表達(dá)式幾乎都從perl語(yǔ)言發(fā)展而來(lái),因此,語(yǔ)法幾乎一致。你學(xué)好了,一門(mén)正則表達(dá)式語(yǔ)言。幾乎在所有程序語(yǔ)言中就可以用到。就像,我知道sql語(yǔ)法,后端mysql,mssql幾乎都通用。這個(gè)也是我們需要學(xué)好正則表達(dá)式一個(gè)原因,通用性。另外一個(gè)原因是:正則表達(dá)式強(qiáng)大的文本匹配功能。很多文本匹配處理,如果沒(méi)有正則表達(dá)式,還真的很難做出來(lái)。如:從一段字符串,讀出手機(jī)號(hào)格式,我們?nèi)绻米址檎?,需要做循環(huán),需要寫(xiě)判斷。估計(jì)耗費(fèi)不少代碼,開(kāi)發(fā)時(shí)間。如果用正則表達(dá)式,就一行代碼就可以了。匹配所有成對(duì)的:html標(biāo)簽,如果要做這個(gè),我們發(fā)現(xiàn)非常復(fù)雜,要處理層次,要匹配標(biāo)簽。一般同人短短幾個(gè)小時(shí)可能完成不了。如果用正則表達(dá)式,估計(jì)也就幾分鐘而已。

正則表達(dá)式字符串格式
既然我們知道正則表達(dá)式重要性,通用性。那么我們對(duì)常見(jiàn)格式可以了解下。一般正則表達(dá)式由:普通字符+特殊字符(元字符)一起組成的字符串。如:匹配“ab開(kāi)頭,后面緊跟數(shù)字字符串“ “ab\d+” 這其中ab就是普通字符,\d代表可以是0-9數(shù)字,+代表前面字符可以出現(xiàn)1次或以上。哈哈,看起來(lái)還真的很容易吧!

正則表達(dá)式無(wú)論是普通還是擴(kuò)展還是高級(jí)正則表達(dá)式。不同之處,可能在特殊字符方面有些不同。很多特殊字符,可以組合,形成一套新匹配規(guī)則。這里就不說(shuō)太深了。我們一般只要知道它的常見(jiàn)元字符?;旧铣R?jiàn)正則表達(dá)式就可以寫(xiě)出來(lái)了。

以下是javascript 正則表達(dá)式常見(jiàn)的元字符:

字符 描述
\ 將下一個(gè)字符標(biāo)記為一個(gè)特殊字符、或一個(gè)原義字符、或一個(gè) 后向引用、或一個(gè)八進(jìn)制轉(zhuǎn)義符。例如,'n' 匹配字符 "n"。'\n' 匹配一個(gè)換行符。序列 ‘\\' 匹配 "\" 而 "\(" 則匹配 "("。
^ 匹配輸入字符串的開(kāi)始位置。如果設(shè)置了 RegExp 對(duì)象的 Multiline 屬性,^ 也匹配 ‘\n' 或 ‘\r' 之后的位置。
$ 匹配輸入字符串的結(jié)束位置。如果設(shè)置了RegExp 對(duì)象的 Multiline 屬性,$ 也匹配 ‘\n' 或 ‘\r' 之前的位置。
* 匹配前面的子表達(dá)式零次或多次。例如,zo* 能匹配 "z" 以及 "zoo"。 * 等價(jià)于{0,}。
+ 匹配前面的子表達(dá)式一次或多次。例如,'zo+' 能匹配 "zo" 以及 "zoo",但不能匹配 "z"。+ 等價(jià)于 {1,}。
? 匹配前面的子表達(dá)式零次或一次。例如,"do(es)?" 可以匹配 "do" 或 "does" 中的"do" 。? 等價(jià)于 {0,1}。
{n} n 是一個(gè)非負(fù)整數(shù)。匹配確定的 n 次。例如,'o{2}' 不能匹配 "Bob" 中的 ‘o',但是能匹配 "food" 中的兩個(gè) o。
{n,} n 是一個(gè)非負(fù)整數(shù)。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,}' 等價(jià)于 ‘o+'。'o{0,}' 則等價(jià)于 ‘o*'。
{n,m} m  n 均為非負(fù)整數(shù),其中n = m。最少匹配 n 次且最多匹配 m 次。劉, "o{1,3}" 將匹配 "fooooood" 中的前三個(gè) o。'o{0,1}' 等價(jià)于 ‘o?'。請(qǐng)注意在逗號(hào)和兩個(gè)數(shù)之間不能有空格。
? 當(dāng)該字符緊跟在任何一個(gè)其他限制符 (*, +, ?, {n}, {n,}, {n,m}) 后面時(shí),匹配模式是非貪婪的。非貪婪模式盡可能少的匹配所搜索的字符串,而默認(rèn)的貪婪模式則盡可能多的匹配所搜索的字符串。例如,對(duì)于字符串 "oooo",'o+?' 將匹配單個(gè) "o",而 ‘o+' 將匹配所有 ‘o'。
. 匹配除 "\n" 之外的任何單個(gè)字符。要匹配包括 ‘\n' 在內(nèi)的任何字符,請(qǐng)使用象 ‘[.\n]‘ 的模式。
(pattern) 匹配pattern 并獲取這一匹配。所獲取的匹配可以從產(chǎn)生的 Matches 集合得到,在VBScript 中使用 SubMatches 集合,在JScript 中則使用 $0$9 屬性。要匹配圓括號(hào)字符,請(qǐng)使用 ‘\(‘ 或 ‘\)'。
(?:pattern) 匹配 pattern 但不獲取匹配結(jié)果,也就是說(shuō)這是一個(gè)非獲取匹配,不進(jìn)行存儲(chǔ)供以后使用。這在使用 "或" 字符 (|) 來(lái)組合一個(gè)模式的各個(gè)部分是很有用。例如, ‘industr(?:y|ies) 就是一個(gè)比 ‘industry|industries' 更簡(jiǎn)略的表達(dá)式。
(?=pattern) 正向預(yù)查,在任何匹配 pattern 的字符串開(kāi)始處匹配查找字符串。這是一個(gè)非獲取匹配,也就是說(shuō),該匹配不需要獲取供以后使用。例如, ‘Windows (?=95|98|NT|2000)' 能匹配 "Windows 2000" 中的 "Windows" ,但不能匹配 "Windows 3.1" 中的 "Windows"。預(yù)查不消耗字符,也就是說(shuō),在一個(gè)匹配發(fā)生后,在最后一次匹配之后立即開(kāi)始下一次匹配的搜索,而不是從包含預(yù)查的字符之后開(kāi)始。
(?!pattern) 負(fù)向預(yù)查,在任何不匹配Negative lookahead matches the search string at any point where a string not matching pattern 的字符串開(kāi)始處匹配查找字符串。這是一個(gè)非獲取匹配,也就是說(shuō),該匹配不需要獲取供以后使用。例如'Windows (?!95|98|NT|2000)' 能匹配 "Windows 3.1" 中的 "Windows",但不能匹配 "Windows 2000" 中的 "Windows"。預(yù)查不消耗字符,也就是說(shuō),在一個(gè)匹配發(fā)生后,在最后一次匹配之后立即開(kāi)始下一次匹配的搜索,而不是從包含預(yù)查的字符之后開(kāi)始
x|y 匹配 x  y。例如,'z|food' 能匹配 "z" 或 "food"。'(z|f)ood' 則匹配 "zood" 或 "food"。
[xyz] 字符集合。匹配所包含的任意一個(gè)字符。例如, ‘[abc]‘ 可以匹配 "plain" 中的 ‘a(chǎn)'。
[^xyz] 負(fù)值字符集合。匹配未包含的任意字符。例如, ‘[^abc]‘ 可以匹配 "plain" 中的'p'。
[a-z] 字符范圍。匹配指定范圍內(nèi)的任意字符。例如,'[a-z]‘ 可以匹配 ‘a(chǎn)' 到 ‘z' 范圍內(nèi)的任意小寫(xiě)字母字符。
[^a-z] 負(fù)值字符范圍。匹配任何不在指定范圍內(nèi)的任意字符。例如,'[^a-z]‘ 可以匹配任何不在 ‘a(chǎn)' 到 ‘z' 范圍內(nèi)的任意字符。
\b 匹配一個(gè)單詞邊界,也就是指單詞和空格間的位置。例如, ‘er\b' 可以匹配"never" 中的 ‘er',但不能匹配 "verb" 中的 ‘er'。
\B 匹配非單詞邊界。'er\B' 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 匹配一個(gè) Control-M 或回車符。 x 的值必須為 A-Z 或 a-z 之一。否則,將 c 視為一個(gè)原義的 ‘c' 字符。
\d 匹配一個(gè)數(shù)字字符。等價(jià)于 [0-9]。
\D 匹配一個(gè)非數(shù)字字符。等價(jià)于 [^0-9]。
\f 匹配一個(gè)換頁(yè)符。等價(jià)于 \x0c 和 \cL。
\n 匹配一個(gè)換行符。等價(jià)于 \x0a 和 \cJ。
\r 匹配一個(gè)回車符。等價(jià)于 \x0d 和 \cM。
\s 匹配任何空白字符,包括空格、制表符、換頁(yè)符等等。等價(jià)于 [ \f\n\r\t\v]。
\S 匹配任何非空白字符。等價(jià)于 [^ \f\n\r\t\v]。
\t 匹配一個(gè)制表符。等價(jià)于 \x09 和 \cI。
\v 匹配一個(gè)垂直制表符。等價(jià)于 \x0b 和 \cK。
\w 匹配包括下劃線的任何單詞字符。等價(jià)于'[A-Za-z0-9_]‘。
\W 匹配任何非單詞字符。等價(jià)于 ‘[^A-Za-z0-9_]‘。
\xn 匹配 n,其中 n 為十六進(jìn)制轉(zhuǎn)義值。十六進(jìn)制轉(zhuǎn)義值必須為確定的兩個(gè)數(shù)字長(zhǎng)。例如, ‘\x41′ 匹配 "A"。'\x041′ 則等價(jià)于 ‘\x04′ "1"。正則表達(dá)式中可以使用 ASCII 編碼。.
\num 匹配 num,其中 num 是一個(gè)正整數(shù)。對(duì)所獲取的匹配的引用。例如,'(.)\1′ 匹配兩個(gè)連續(xù)的相同字符。
\n 標(biāo)識(shí)一個(gè)八進(jìn)制轉(zhuǎn)義值或一個(gè)后向引用。如果 \n 之前至少 n 個(gè)獲取的子表達(dá)式,則 n 為后向引用。否則,如果 n 為八進(jìn)制數(shù)字 (0-7),則 n 為一個(gè)八進(jìn)制轉(zhuǎn)義值。
\nm 標(biāo)識(shí)一個(gè)八進(jìn)制轉(zhuǎn)義值或一個(gè)后向引用。如果 \nm 之前至少有is preceded by at least nm 個(gè)獲取得子表達(dá)式,則 nm 為后向引用。如果 \nm 之前至少有 n 個(gè)獲取,則 n 為一個(gè)后跟文字 m 的后向引用。如果前面的條件都不滿足,若 n  m均為八進(jìn)制數(shù)字 (0-7),則 \nm 將匹配八進(jìn)制轉(zhuǎn)義值 nm。
\nml 如果 n 為八進(jìn)制數(shù)字 (0-3),且 m  l 均為八進(jìn)制數(shù)字 (0-7),則匹配八進(jìn)制轉(zhuǎn)義值 nml。
\un 匹配 n,其中 n 是一個(gè)用四個(gè)十六進(jìn)制數(shù)字表示的 Unicode 字符。例如, \u00A9 匹配版權(quán)符號(hào) (?)。

從上面元字符里面,我們看到,很多元字符,實(shí)際上可以代表一組普通字符。因此,我們要匹配一些字符串,正則表達(dá)式往往會(huì)有很多種。如:匹配0-9數(shù)字,可以用[0-9],\d,[0123456789] ,這樣3種都可以,條條大路通羅馬,都是對(duì)的。那么那一種正則表達(dá)式更好呢,性能更高呢,匹配速度更快呢?通過(guò)10萬(wàn)次 循環(huán)匹配,發(fā)現(xiàn)幾種幾乎相差不大,\d速度比[0-9快,[0-9]比[0123456789]快。從正則表達(dá)式精簡(jiǎn)]程度方面,\d最簡(jiǎn)單。使用時(shí)候,我們盡量用代表字符集元字符去匹配。精簡(jiǎn)且速度快!

怎么樣書(shū)寫(xiě)正則表達(dá)式呢?
我們寫(xiě)正則表達(dá)式,都是從分析匹配字符串特點(diǎn)開(kāi)始,然后逐步補(bǔ)充其它元字符,普通字符。匹配從左到右。

例如:我們要匹配一個(gè)手機(jī)號(hào)碼。

1. 分析字符串特點(diǎn),手機(jī)號(hào)碼是數(shù)字,并且是以1開(kāi)頭,11位長(zhǎng)

2.可以寫(xiě)”1\d”   1開(kāi)頭,后面跟著數(shù)字 也可以是:1[0-9]

3.數(shù)字長(zhǎng)度是11位 ,繼續(xù)補(bǔ)充1\d{10} ,后面數(shù)字長(zhǎng)11字符,也可以是:1[0-9]{10} ;{}里面數(shù)字,表示它左邊字符可以重復(fù)出現(xiàn)次數(shù)

4.所有字符必須是11位,因此頭尾直接必須滿足條件,因此可以是:^1\d{10}$ 了。

例如:我們匹配QQ號(hào)碼

1.分析QQ號(hào)碼特點(diǎn)是,號(hào)碼是 最少是5位數(shù),首位字符非0,最大長(zhǎng)度,目前到11位了

2.可以先定義首位字符,[1-9]\d    首位字符是1到9,后面是字符

3.后面字符個(gè)數(shù)在4到10位 [1-9]\d{4,10}

4.所有字符串必須都滿足上面匹配,因?yàn)榭梢詫?xiě)成:^[1-9]\d{4,10}

例如:匹配IP地址

1.分析ip結(jié)構(gòu)是,每節(jié) 0-255,中間用”.”分割,一共有4節(jié)

2.首先我們寫(xiě)第一個(gè)0-255 ,可以分解為0-9 一位數(shù),10-99兩位數(shù),100-199三位數(shù),200-249三位數(shù)第2節(jié),250-255第四節(jié)

[0-9]|[1-9][0-9]|1[0-9]{2}|2[0-4][0-9]|25[0-5]   “|”表示或者,計(jì)算優(yōu)先級(jí)最低,左右兩邊可以是多個(gè)元字符普通字符組合字符串為一個(gè)整體。

3.這樣的字符,有三次重復(fù),中間加”.” ,所以結(jié)果是:

[0-9]|[1-9][0-9]|1[0-9]{2}|2[0-4][0-9]|25[0-5]\. ,因?yàn)槭屈c(diǎn)字符是元字符,所有需要轉(zhuǎn)義。這樣是不是可以了呢,我們發(fā)現(xiàn)有問(wèn)題,”|”優(yōu)先級(jí)最低,這樣會(huì)把最后\.字符表,組合為:“25[0-5] \.”了。因此,應(yīng)該是前面幾種情況,后面跟個(gè)”.”字符,正確是:([0-9]|[1-9][0-9]|1[0-9]{2}|2[0-4][0-9]|25[0-5])\. ,這樣就達(dá)到要求了。我們會(huì)發(fā)現(xiàn),實(shí)際上每家一個(gè)()字符,都一個(gè)子匹配,會(huì)在匹配結(jié)果里面出現(xiàn)()內(nèi)容。這里我們加()目的是,讓優(yōu)先計(jì)算,因此不需要里面子匹配內(nèi)容。我們可以加忽略子匹配內(nèi)容字符:?: ,結(jié)果將變?yōu)椋??:[0-9]|[1-9][0-9]|1[0-9]{2}|2[0-4][0-9]|25[0-5])\.

4.一段已經(jīng)匹配到了,然后我們這樣需要重復(fù)三次,我們可以直接重復(fù)上一個(gè)表達(dá)式3次:

方法一:(?:[0-9]|[1-9][0-9]|1[0-9]{2}|2[0-4][0-9]|25[0-5])\.(?:[0-9]|[1-9][0-9]|1[0-9]{2}|2[0-4][0-9]|25[0-5])\.(?:[0-9]|[1-9][0-9]|1[0-9]{2}|2[0-4][0-9]|25[0-5])\.

方法二:把第一段作為分組,重復(fù)3次    ((?:[0-9]|[1-9][0-9]|1[0-9]{2}|2[0-4][0-9]|25[0-5])\.){3} ,然后同樣忽略子匹配結(jié)果,可以變?yōu)椋?/p>

(?:(?:[0-9]|[1-9][0-9]|1[0-9]{2}|2[0-4][0-9]|25[0-5])\.){3} 哈哈,看到這個(gè)表達(dá)式是不是很暈了,其實(shí)一個(gè)長(zhǎng)的表達(dá)式,都是從一點(diǎn)一點(diǎn)加上去的。這個(gè)利用到,重復(fù)次數(shù),將結(jié)果簡(jiǎn)化不少了。

5.最后還有一段0-255匹配

(?:(?:[0-9]|[1-9][0-9]|1[0-9]{2}|2[0-4][0-9]|25[0-5])\.){3}(?:[0-9]|[1-9][0-9]|1[0-9]{2}|2[0-4][0-9]|25[0-5]) ,也就是在后面加多一個(gè)0-255匹配即可,然后在上面再加上頭尾限定符,變成了:^(?:(?:[0-9]|[1-9][0-9]|1[0-9]{2}|2[0-4][0-9]|25[0-5])\.){3}(?:[0-9]|[1-9][0-9]|1[0-9]{2}|2[0-4][0-9]|25[0-5])$

下面一個(gè)圖,是讀一段文字里面,所有IP個(gè)格式地址

其中(?=……)是正向匹配,搜索左邊字符串,并且該字符串右邊必須滿足?=后面匹配成功的才匹配成功!

好了,寫(xiě)了這么些例子,發(fā)現(xiàn)一口氣能從很簡(jiǎn)單正則表達(dá)式,匹配到這么長(zhǎng)的表達(dá)式了。是不是感覺(jué)有些暈了,其實(shí)不奇怪,長(zhǎng)的正則表達(dá)式都是從簡(jiǎn)單正則表達(dá)式得到。逐步加上去了。 歡迎討論交流!

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