正则表达式

作者 Claymore 日期 2017-03-02
正则表达式

写在前面

正则表达式通过一个表达式来设定正确的规则,验证的时候只要询问输入的字符串是否符合这个表达式就可以了。

规则

先看一个只允许中文字符的正则表达:
^[\u4e00-\u9fa5]{4,20}$

  • ^和$在正则表达式中分别代表开头和结尾,这里说必须以中文开头,中文结尾
  • []的目的是设定匹配的什么,如果写[abc]那么字符串中只允许有abc这三个字母,如果是[a-z]就允许所有的小写字母,在上面[]中说明的是中文。
  • {4,,20}表示允许的位数,这里允许4到20位字符。
  • []{}写到一起是为了展示正则表达式的能力,内容错误和字数错误会有不同提示,一般会分开写。

样例

<script>
str = "搜狐邮箱用户登陆"
reg = /^[\u4e00-\u9fa5]{4,20}$/;
alert(reg.test(str));
<script>

这是在js中使用正则表达式,注意的是赋值并没有用字符串,不能使用双引号,而是用两个/,这样reg就有test方法了(验证是否符合所代表的规则),返回值是true和false。
还有exec方法,返回值是null,意味着不匹配,返回值是字符串,意味着匹配上了什么字符串。
像上面就会返回true,如果改为str=”构建jave工程”,则会false,如果允许既有中文又有英文会变为:/^[\u4e00-\u9fa5a-z A-Z]{4,20}$/
具体可查表

单个字符

. 任意的一个字符
a|b 字符a或字符b
[afg] a或者f或者g的一个字符
[0-4] 0-4范围内的一个字符
[a-f] a-f范围内的一个字符
[^m] 不是m的一个字符
\s 一个空格
\S 一个非空格
\d [0-9]
\D [^0-9]
\w [0-9a-zA-Z]
\W [^0-9a-zA-Z]

重复

紧跟在单个字符之后,表示多个这样类似的字符:

* 重复 >=0 次
+ 重复 >=1 次
? 重复 0或者1 次
{m} 重复m次。比如说 a{4}相当于aaaa,再比如说[1-3]{2}相当于[1-3][1-3]
{m, n} 重复m到n次。比如说a{2, 5}表示a重复2到5次。小于m次的重复,或者大于n次的重复都不符合条件。

正则表达 相符的字符串举例
[0-9]{3,5} 9678
a?b b
a+b aaaaab

python中的正则

Python提供re模块,包含所有正则表达式的功能。由于Python的字符串本身也用\转义,所以要特别注意:

s = 'ABC\\-001' # Python的字符串
# 对应的正则表达式字符串变成:
# 'ABC\-001'

因此我们强烈建议使用Python的r前缀,就不用考虑转义的问题了:

s = r'ABC\-001' # Python的字符串
# 对应的正则表达式字符串不变:
# 'ABC\-001'

match()方法判断是否匹配,如果匹配成功,返回一个Match对象,否则返回None。常见的判断方法就是:

test = '用户输入的字符串'
if re.match(r'正则表达式', test):
print('ok')
else:
print('failed')

分组

除了简单地判断是否匹配之外,正则表达式还有提取子串的强大功能。用()表示的就是要提取的分组(Group)。比如:

^(\d{3})-(\d{3,8})$分别定义了两个组,可以直接从匹配的字符串中提取出区号和本地号码:

>>> m = re.match(r'^(\d{3})-(\d{3,8})$', '010-12345')
>>> m
<_sre.SRE_Match object; span=(0, 9), match='010-12345'>
>>> m.group(0)
'010-12345'
>>> m.group(1)
'010'
>>> m.group(2)
'12345'

如果正则表达式中定义了组,就可以在Match对象上用group()方法提取出子串来。

注意到group(0)永远是原始字符串,group(1)group(2)……表示第1、2、……个子串。

提取子串非常有用。来看一个更凶残的例子:

>>> t = '19:05:30'
>>> m = re.match(r'^(0[0-9]|1[0-9]|2[0-3]|[0-9])\:(0[0-9]|1[0-9]|2[0-9]|3[0-9]|4[0-9]|5[0-9]|[0-9])\:(0[0-9]|1[0-9]|2[0-9]|3[0-9]|4[0-9]|5[0-9]|[0-9])$', t)
>>> m.groups()
('19', '05', '30')

这个正则表达式可以直接识别合法的时间。但是有些时候,用正则表达式也无法做到完全验证,比如识别日期:

'^(0[1-9]|1[0-2]|[0-9])-(0[1-9]|1[0-9]|2[0-9]|3[0-1]|[0-9])$'

对于'2-30''4-31'这样的非法日期,用正则还是识别不了,或者说写出来非常困难,这时就需要程序配合识别了

贪婪匹配

最后需要特别指出的是,正则匹配默认是贪婪匹配,也就是匹配尽可能多的字符。举例如下,匹配出数字后面的0

>>> re.match(r'^(\d+)(0*)$', '102300').groups()
('102300', '')

由于\d+采用贪婪匹配,直接把后面的0全部匹配了,结果0*只能匹配空字符串了。

必须让\d+采用非贪婪匹配(也就是尽可能少匹配),才能把后面的0匹配出来,加个?就可以让\d+采用非贪婪匹配:

>>> re.match(r'^(\d+?)(0*)$', '102300').groups()
('1023', '00')

编译

当我们在Python中使用正则表达式时,re模块内部会干两件事情:

  1. 编译正则表达式,如果正则表达式的字符串本身不合法,会报错;
  2. 用编译后的正则表达式去匹配字符串。

如果一个正则表达式要重复使用几千次,出于效率的考虑,我们可以预编译该正则表达式,接下来重复使用时就不需要编译这个步骤了,直接匹配:

>>> import re
# 编译:
>>> re_telephone = re.compile(r'^(\d{3})-(\d{3,8})$')
# 使用:
>>> re_telephone.match('010-12345').groups()
('010', '12345')
>>> re_telephone.match('010-8086').groups()
('010', '8086')

编译后生成Regular Expression对象,由于该对象自己包含了正则表达式,所以调用对应的方法时不用给出正则字符串。

练习

请尝试写一个验证Email地址的正则表达式。版本一应该可以验证出类似的Email:

someone@gmail.com
bill.gates@microsoft.com

版本二可以验证并提取出带名字的Email地址:

<Tom Paris> tom@voyager.org
import re
email=re.compile(r'^(\w+\.?)*\w+@\w+\.\w+$')
print(email.match('someone@gmail.com').group(0))
print(email.match('bill.gates@microsoft.com').group(0))
----
someone@gmail.com
bill.gates@microsoft.com
import re
re_email=re.compile(r'^<(.*)>\s*((\w+\.?)*\w+@\w+\.\w+)$')
email='<Tom Paris> tom@voyager.org'
a=re_email.match(email)
if a:
print('邮箱%s匹配正确,名字是%s,邮箱是%s'%(a.group(0),a.group(1),a.group(2)))
else:
print('邮箱 %s 匹配失败!'% email)
----
邮箱<Tom Paris> tom@voyager.org匹配正确,名字是Tom Paris,邮箱是tom@voyager.org