正则表达式




字符串是编程时涉及到的最多的一种数据结构,对字符串进行操作的需求几乎无处不在。比如判断一个字符串是否是合法的Email地址,虽然可以编程提取​​@​​前后的子串,再分别判断是否是单词和域名,但这样做不但麻烦,而且代码难以复用。

正则表达式是一种用来匹配字符串的强有力的武器。它的设计思想是用一种描述性的语言来给字符串定义一个规则,凡是符合规则的字符串,我们就认为它“匹配”了,否则,该字符串就是不合法的。

所以我们判断一个字符串是否是合法的Email的方法是:


  1. 创建一个匹配Email的正则表达式;
  2. 用该正则表达式去匹配用户的输入来判断是否合法。

因为正则表达式也是用字符串表示的,所以,我们要首先了解如何用字符来描述字符。

在正则表达式中,如果直接给出字符,就是精确匹配。用​​\d​​​可以匹配一个数字,​​\w​​可以匹配一个字母或数字,所以:


  • ​'00\d'​​可以匹配​​'007'​​,但无法匹配​​'00A'​​;
  • ​'\d\d\d'​​可以匹配​​'010'​​;
  • ​'\w\w\d'​​可以匹配​​'py3'​​;

​.​​可以匹配任意字符,所以:


  • ​'py.'​​​可以匹配​​'pyc'​​​、​​'pyo'​​​、​​'py!'​​等等。

要匹配变长的字符,在正则表达式中,用​​*​​​表示任意个字符(包括0个),用​​+​​​表示至少一个字符,用​​?​​​表示0个或1个字符,用​​{n}​​​表示n个字符,用​​{n,m}​​表示n-m个字符:

来看一个复杂的例子:​​\d{3}\s+\d{3,8}​​。

我们来从左到右解读一下:


  1. ​\d{3}​​表示匹配3个数字,例如​​'010'​​;
  2. ​\s​​可以匹配一个空格(也包括Tab等空白符),所以​​\s+​​表示至少有一个空格,例如匹配​​' '​​,​​' '​​等;
  3. ​\d{3,8}​​表示3-8个数字,例如​​'1234567'​​。

综合起来,上面的正则表达式可以匹配以任意个空格隔开的带区号的电话号码。

如果要匹配​​'010-12345'​​​这样的号码呢?由于​​'-'​​​是特殊字符,在正则表达式中,要用​​'\'​​​义,所以,上面的正则是​​\d{3}\-\d{3,8}​​。

但是,仍然无法匹配​​'010 - 12345'​​,因为带有空格。所以我们需要更复杂的匹配方式。

进阶

要做更精确地匹配,可以用​​[]​​表示范围,比如:


  • ​[0-9a-zA-Z\_]​​可以匹配一个数字、字母或者下划线;
  • ​[0-9a-zA-Z\_]+​​可以匹配至少由一个数字、字母或者下划线组成的字符串,比如​​'a100'​​,​​'0_Z'​​,​​'Py3000'​​等等;
  • ​[a-zA-Z\_][0-9a-zA-Z\_]*​​可以匹配由字母或下划线开头,后接任意个由一个数字、字母或者下划线组成的字符串,也就是Python合法的变量;
  • ​[a-zA-Z\_][0-9a-zA-Z\_]{0, 19}​​更精确地限制了变量的长度是1-20个字符(前面1个字符+后面最多19个字符)。

​A|B​​​可以匹配A或B,所以​​[P|p]ython​​​可以匹配​​'Python'​​​或者​​'python'​​。

​^​​​表示行的开头,​​^\d​​表示必须以数字开头。

​$​​​表示行的结束,​​\d$​​表示必须以数字结束。

你可能注意到了,​​py​​​也可以匹配​​'python'​​​,但是加上​​^py$​​​就变成了整行匹配,就只能匹配​​'py'​​了。