引言

正则表达式(regular expression)就是用一个“字符串”来描述一个特征,然后去验证另一个“字符串”是否符合这个特征。比如 表达式“ab+” 描述的特征是“一个 ‘a’ 和 任意个 ‘b’ ”,那么 ‘ab’, ‘abb’, ‘abbbbbbbbbb’ 都符合这个特征。
正则表达式可以用来:

  1. 验证字符串是否符合指定特征,比如验证是否是合法的邮件地址。
  2. 用来查找字符串,从一个长的文本中查找符合指定特征的字符串,比查找固定字符串更加灵活方便。
  3. 用来替换,比普通的替换更强大。

正则表达式学习起来其实是很简单的,不多的几个较为抽象的概念也很容易理解。之所以很多人感觉正则表达式比较复杂,一方面是因为大多数的文档没有做到由浅入深地讲解,概念上没有注意先后顺序,给读者的理解带来困难;另一方面,各种引擎自带的文档一般都要介绍它特有的功能,然而这部分特有的功能并不是我们首先要理解的。

一、 正则表达式规则

1.1 普通字符

字母、数字、汉字、下划线、以及后边章节中没有特殊定义的标点符号,都是"普通字符"。表达式中的普通字符,在匹配一个字符串的时候,匹配与之相同的一个字符。

1.2 简单的转义字符

一些不便书写的字符,采用在前面加 "\" 的方法。这些字符其实我们都已经熟知了。

表达式可匹配
\r,\n代表回车和换行符
\t制表符
\\代表\本身

还有其他一些在后边章节中有特殊用处的标点符号,在前面加 "\" 后,就代表该符号本身。比如:^, $ 都有特殊意义,如果要想匹配字符串中 "^""$" 字符,则表达式就需要写成 "\^""\$"

表达式可匹配
\^匹配^符号本身
\$匹配$符号本身
\.匹配小数点.本身

这些转义字符的匹配方法与 “普通字符” 是类似的。也是匹配与之相同的一个字符。

1.3 能够与 ‘多种字符’ 匹配的表达式

正则表达式中的一些表示方法,可以匹配 ‘多种字符’ 其中的任意一个字符。比如,表达式 "\d" 可以匹配任意一个数字。虽然可以匹配其中任意字符,但是只能是一个,不是多个。这就好比玩扑克牌时候,大小王可以代替任意一张牌,但是只能代替一张牌。

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(\n)以外的任意一个字符

1.4 自定义能够匹配 ‘多种字符’ 的表达式

使用方括号 [ ] 包含一系列字符,能够匹配其中任意一个字符。用 [^ ] 包含一系列字符,则能够匹配其中字符之外的任意一个字符。同样的道理,虽然可以匹配其中任意一个,但是只能是一个,不是多个。

表达式可匹配
[ab5@]匹配 "a""b""5""@"
[^abc]匹配 "a","b","c" 之外的任意一个字符
[f-K]匹配 "f"~"k" 之间的任意一个字母
[^A-F0-3]匹配 "A"~"F","0"~"3" 之外的任意一个字符

1.5 修饰匹配次数的特殊符号

前面章节中讲到的表达式,无论是只能匹配一种字符的表达式,还是可以匹配多种字符其中任意一个的表达式,都只能匹配一次。如果使用表达式再加上修饰匹配次数的特殊符号,那么不用重复书写表达式就可以重复匹配。 使用方法是:“次数修饰"放在"被修饰的表达式"后边。比如:"[bcd][bcd]" 可以写成 "[bcd]{2}"。

表达式作用
{n}表达式重复n
{m,n}表达式至少重复m次,最多重复n次
{m,}表达式至少重复m次
?匹配表达式0次或者1次,相当于{0,1}
+表达式至少出现1次,相当于{1,}
*表达式不出现或出现任意次,相当于{0,}

1.6 其他一些代表抽象意义的特殊符号

一些符号在表达式中代表抽象的特殊意义:

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
\b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

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

二、正则表达式中的一些高级规则

2.1 匹配次数中的贪婪与非贪婪

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一个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数的表达式在匹配过程中,总是尽可能多的匹配。比如,针对文本 "dxxxdxxxd",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规则的字符。虽然第二个举例中,它没有匹配最后一个 "d",但那也是为了让整个表达式能够匹配成功。同理,带 "*""{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"

2.2 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>(.*?)</td>"。 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。

2.3 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:"^""$""\b"。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 "\b",本身不匹配任何字符。"\b" 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。 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。

三、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。

3.1 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
\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

3.2 在表达式 “\s”,"\d”,"\w","\b" 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\w范围或者左右两边都不是\w范围时的字符缝隙

3.3 在表达式中有特殊意义,需要添加 “" 才能匹配该字符本身的字符汇总

字符说明
^匹配输入字符串的开始位置。要匹配 “^” 字符本身,请使用 “^”
$匹配输入字符串的结尾位置。要匹配 “$” 字符本身,请使用 “$”
()标记一个子表达式的开始和结束位置。要匹配小括号,请使用 “(” 和 “)”
[]用来自定义能够匹配 ‘多种字符’ 的表达式。要匹配中括号,请使用 “[” 和 “]”
{}修饰匹配次数的符号。要匹配大括号,请使用 “{” 和 “}”
.匹配除了换行符(\n)以外的任意一个字符。要匹配小数点本身,请使用 “.”
?修饰匹配次数为 0 次或 1 次。要匹配 “?” 字符本身,请使用 “?”
+修饰匹配次数为至少 1 次。要匹配 “+” 字符本身,请使用 “+”
*修饰匹配次数为 0 次或任意次。要匹配 “*” 字符本身,请使用 “*”
|左右两边表达式之间 “或” 关系。匹配 “|” 本身,请使用 “|”

3.4 括号 “( )” 内的子表达式,如果希望匹配结果不进行记录供以后使用,可以使用 “(?:xxxxx)” 格式

表达式 "(?:(\w)\1)+" 匹配 "a bbccdd efg" 时,结果是 "bbccdd"。括号 "(?:)" 范围的匹配结果不进行记录,因此 "(\w)" 使用 "\1" 来引用。

3.5 常用的表达式属性设置简介:Ignorecase,Singleline,Multiline,Global

表达式属性说明
Ignorecase默认情况下,表达式中的字母是要区分大小写的。配置为 Ignorecase 可使匹配时不区分大小写。有的表达式引擎,把 “大小写” 概念延伸至 UNICODE 范围的大小写。
Singleline默认情况下,小数点 "." 匹配除了换行符(\n)以外的字符。配置为 Singleline 可使小数点可匹配包括换行符在内的所有字符。
Multiline默认情况下,表达式 "^""$" 只匹配字符串的开始 ① 和结尾 ④ 位置。如:①xxxxxxxxx\nxxxxxxxxx④配置为 Multiline 可以使 "^" 匹配 ① 外,还可以匹配换行符之后,下一行开始前 ③ 的位置,使 "$" 匹配 ④ 外,还可以匹配换行符之前,一行结束 ② 的位置。
Global主要在将表达式用来替换时起作用,配置为 Global 表示替换所有的匹配。

转载自正则表达式参考文档