CS-Notes/notes/正则表达式.md

• 一、概述
• 二、匹配单个字符
• 三、匹配一组字符
• 四、使用元字符
• 五、重复匹配
• 六、位置匹配
• 七、使用子表达式
• 八、回溯引用
• 九、前后查找
• 十、嵌入条件

一、概述

正则表达式用于文本内容的查找和替换。

正则表达式内置于其它语言或者软件产品中，它本身不是一种语言或者软件。

正则表达式在线工具

二、匹配单个字符

正则表达式一般是区分大小写的，但是也有些实现是不区分。

. 可以用来匹配任何的单个字符，但是在绝大多数实现里面，不能匹配换行符；

\ 是元字符，表示它有特殊的含义，而不是字符本身的含义。如果需要匹配 . ，那么要用 \ 进行转义，即在 . 前面加上 \ 。

正则表达式

nam.

匹配结果

My name is Zheng.

三、匹配一组字符

[ ] 定义一个字符集合；

0-9、a-z 定义了一个字符区间，区间使用 ASCII 码来确定，字符区间只能用在 [ ] 之间。

- 元字符只有在 [ ] 之间才是元字符，在 [ ] 之外就是一个普通字符；

^ 是取非操作，必须在 [ ] 字符集合中使用；

应用

匹配以 abc 为开头，并且最后一个字母不为数字的字符串：

正则表达式

abc[^0-9]

匹配结果

1. abcd
2. abc1
3. abc2

四、使用元字符

匹配空白字符

元字符	说明
[\b]	回退（删除）一个字符
\f	换页符
\n	换行符
\r	回车符
\t	制表符
\v	垂直制表符

\r\n 是 Windows 中的文本行结束标签，在 Unix/Linux 则是 \n ；\r\n\r\n 可以匹配 Windows 下的空白行，因为它将匹配两个连续的行尾标签，而这正是两条记录之间的空白行；

. 是元字符，前提是没有对它们进行转义；f 和 n 也是元字符，但是前提是对它们进行了转义。

匹配特定的字符类别

1. 数字元字符

元字符	说明
\d	数字字符，等价于 [0-9]
\D	非数字字符，等价于 [^0-9]

2. 字母数字元字符

元字符	说明
\w	大小写字母，下划线和数字，等价于 [a-zA-Z0-9_]
\W	对 \w 取非

3. 空白字符元字符

元字符	说明
\s	任何一个空白字符，等价于 [\f\n\r\t\v]
\S	对 \s 取非

\x 匹配十六进制字符，\0 匹配八进制，例如 \x0A 对应 ASCII 字符 10 ，等价于 \n，也就是它会匹配 \n 。

五、重复匹配

+ 匹配 1 个或者多个字符， * 匹配 0 个或者多个，? 匹配 0 个或者 1 个。

应用

匹配邮箱地址。

正则表达式

[\w.]+@\w+.\w+

[\w.] 匹配的是字母数字或者 . ，在其后面加上 + ，表示匹配多次。在字符集合 [ ] 里，. 不是元字符；

匹配结果

abc.def@qq.com

为了可读性，常常把转义的字符放到字符集合 [ ] 中，但是含义是相同的。

[\w.]+@\w+.\w+
[\w.]+@[\w]+.[\w]+

{n} 匹配 n 个字符，{m, n} 匹配 m~n 个字符，{m,} 至少匹配 m 个字符；

* 和 + 都是贪婪型元字符，会匹配最多的内容，在元字符后面加 ? 可以转换为懒惰型元字符，例如 *?、+? 和 {m, n}? 。

正则表达式

a.+c

由于 + 是贪婪型的，因此 .+ 会匹配更可能多的内容，所以会把整个 abcabcabc 文本都匹配，而不是只匹配前面的 abc 文本。用懒惰型可以实现匹配前面的。

匹配结果

abcabcabc

六、位置匹配

单词边界

\b 可以匹配一个单词的边界，边界是指位于 \w 和 \W 之间的位置；\B 匹配一个不是单词边界的位置。

\b 只匹配位置，不匹配字符，因此 \babc\b 匹配出来的结果为 3 个字符。

字符串边界

^ 匹配整个字符串的开头，$ 匹配结尾。

^ 元字符在字符集合中用作求非，在字符集合外用作匹配字符串的开头。

使用 (?m) 来打开分行匹配模式，在该模式下，换行被当做字符串的边界。

应用

匹配代码中以 // 开始的注释行

正则表达式

(?m)^\s*//.*$

如果没用 (?m)，则只会匹配 // 注释 1 以及之后的所有内容。用了分行匹配模式之后，换行符被当成是字符串分隔符，因此能正确匹配出两个注释内容。

匹配结果

1. public void fun() {
2.      // 注释 1
3.      int a = 1;
4.      int b = 2;
5.      // 注释 2
6.      int c = a + b;
7. }

七、使用子表达式

使用 ( ) 定义一个子表达式。子表达式的内容可以当成一个独立元素，即可以将它看成一个字符，并且使用 * 等元字符。

子表达式可以嵌套，但是嵌套层次过深会变得很难理解。

正则表达式

(ab) {2,}

匹配结果

ababab

| 是或元字符，它把左边和右边所有的部分都看成单独的两个部分，两个部分只要有一个匹配就行。

(19|20)\d{2}

匹配结果

1. 1900
2. 2010
3. 1020

应用

匹配 IP 地址。IP 地址中每部分都是 0-255 的数字，用正则表达式匹配时以下情况是合法的：

1. 一位或者两位的数字
2. 1 开头的三位数
3. 2 开头，第 2 位是 0-4 的三位数
4. 25 开头，第 3 位是 0-5 的三位数

正则表达式

(((\d{1,2})|(1\d{2})|(2[0-4]\d)|(25[0-5]))\.) {3}(((\d{1,2})|(1\d{2})|(2[0-4]\d)|(25[0-5])))

匹配结果

1. 192.168.0.1
2. 555.555.555.555

八、回溯引用

回溯引用使用 \n 来引用某个子表达式，其中 n 代表的是子表达式的序号，从 1 开始。它和子表达式匹配的内容一致，比如子表达式匹配到 abc，那么回溯引用部分也需要匹配 abc 。

应用

匹配 HTML 中合法的标题元素。

正则表达式

\1 将回溯引用子表达式 (h[1-6]) 匹配的内容，也就是说必须和子表达式匹配的内容一致。

<(h[1-6])>\w*?</\1>

匹配结果

1. <h1>x</h1>
2. <h2>x</h2>
3. <h3>x</h1>

替换

需要用到两个正则表达式。

应用

修改电话号码格式。

文本

313-555-1234

查找正则表达式

(\d{3})(-)(\d{3})(-)(\d{4})

替换正则表达式

在第一个子表达式查找的结果加上 () ，然后加一个空格，在第三个和第五个字表达式查找的结果中间加上 - 进行分隔。

($1) $3-$5

结果

(313) 555-1234

大小写转换

元字符	说明
\l	把下个字符转换为小写
\u	把下个字符转换为大写
\L	把\L 和\E 之间的字符全部转换为小写
\U	把\U 和\E 之间的字符全部转换为大写
\E	结束\L 或者\U

应用

把文本的第二个和第三个字符转换为大写。

文本

abcd

查找

(\w)(\w{2})(\w)

替换

$1\U$2\E$3

结果

aBCd

九、前后查找

前后查找规定了匹配的内容首尾应该匹配的内容，但是又不包含首尾匹配的内容。向前查找用 ?= 来定义，它规定了尾部匹配的内容，这个匹配的内容在 ?= 之后定义。所谓向前查找，就是规定了一个匹配的内容，然后以这个内容为尾部向前面查找需要匹配的内容。向后匹配用 ?<= 定义。

应用

查找出邮件地址 @ 字符前面的部分。

正则表达式

\w+(?=@)

结果

abc @qq.com

对向前和向后查找取非，只要把 = 替换成 ! 即可，比如 (?=) 替换成 (?!) 。取非操作使得匹配那些首尾不符合要求的内容。

十、嵌入条件

回溯引用条件

条件判断为某个子表达式是否匹配，如果匹配则需要继续匹配条件表达式后面的内容。

正则表达式

子表达式 (\() 匹配一个左括号，其后的 ? 表示匹配 0 个或者 1 个。 ?(1) 为条件，当子表达式 1 匹配时条件成立，需要执行 ) 匹配，也就是匹配右括号。

(\()?abc(?(1)\))

结果

1. (abc)
2. abc
3. (abc

前后查找条件

条件为定义的首尾是否匹配，如果匹配，则继续执行后面的匹配。注意，首尾不包含在匹配的内容中。

正则表达式

?(?=-) 为前向查找条件，只有在以 - 为前向查找的结尾能匹配 \d{5} ，才继续匹配 -\d{4} 。

\d{5}(?(?=-)-\d{4})

结果

1. 11111
2. 22222-
3. 33333-4444