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<!-- GFM-TOC -->
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* [概述](#概述)
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* [匹配单个字符](#匹配单个字符)
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* [匹配一组字符](#匹配一组字符)
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* [使用元字符](#使用元字符)
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* [匹配空白字符](#匹配空白字符)
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* [匹配特定的字符类别](#匹配特定的字符类别)
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* [使用 POSIX 字符类](#使用-posix-字符类)
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* [重复匹配](#重复匹配)
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* [位置匹配](#位置匹配)
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* [单词边界](#单词边界)
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* [字符串边界](#字符串边界)
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* [使用子表达式](#使用子表达式)
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* [回溯引用](#回溯引用)
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* [替换](#替换)
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* [大小写转换](#大小写转换)
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* [前后查找](#前后查找)
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* [嵌入条件](#嵌入条件)
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* [回溯引用条件](#回溯引用条件)
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* [前后查找条件](#前后查找条件)
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<!-- GFM-TOC -->
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# 概述
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正则表达式用于文本内容的查找和替换。
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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。
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一个问题往往可以用多种正则表达式方案来解决。
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[正则表达式在线工具](http://tool.chinaz.com/regex)
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# 匹配单个字符
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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。
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**.** 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；
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**\\** 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 \ 。
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**正则表达式**
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```
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nam.
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```
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**匹配结果**
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My **name** is Zheng.
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# 匹配一组字符
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**[ ]** 定义一个字符集合；
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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，因此 **-** 元字符只有在 [ ] 之间才是元字符，在 [ ] 之外就是一个普通字符；
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**^** 是取非操作，必须在 [ ] 字符集合中使用；
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**应用**
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匹配以 abc 为开头，并且最后一个字母不为数字的字符串：
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**正则表达式**
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```
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abc[^0-9]
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```
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**匹配结果**
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1. **abcd**
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2. abc1
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3. abc2
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# 使用元字符
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## 匹配空白字符
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| 元字符 | 说明 |
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| ------------ | ------------ |
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| [\b] | 回退（删除）一个字符 |
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| \f | 换页符 |
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| \n | 换行符 |
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| \r | 回车符 |
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| \t | 制表符 |
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| \v | 垂直制表符 |
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\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；
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. 是元字符，前提是没有对它们进行转义； f 和 n 也是元字符，但是前提是对他们进行了转义。
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## 匹配特定的字符类别
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**1. 数字元字符**
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| 元字符 | 说明 |
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| ------------ | ------------ |
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| \d | 数字字符，等价于 [0-9] |
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| \D | 非数字字符，等价于 [^0-9] |
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**2. 字母数字元字符**
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| 元字符 | 说明 |
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| ------------ | ------------ |
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| \w | 大小写字母，下划线和数字，等价于 [a-zA-Z0-9\_] |
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| \W | 对 \w 取非 |
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**3. 空白字符元字符**
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| 元字符 | 说明 |
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| ------------ | ------------ |
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| \s | 任何一个空白字符，等价于 [\f\n\r\t\v] |
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| \S | 对 \s 取非 |
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\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 。
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## 使用 POSIX 字符类
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| 字符类 | 说明 |
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| --- | --- |
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| [:alnum:] | 字母数字字符 |
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| [:alpha:] | 字母字符 |
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| [:cntrl:] | 控制字符 |
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| [:digit:] | 数字字符 |
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| [:graph:] | 非空白字符 ( 非空格、控制字符等 ) |
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| [:lower:] | 小写字母 |
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| [:print:] | 与 [:graph:] 相似，但是包含空格字符 |
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| [:punct:] | 标点字符 |
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| [:space:] | 所有的空白字符 ( 换行符、空格、制表符 ) |
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| [:upper:] | 大写字母 |
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| [:xdigit:] | 允许十六进制的数字 (0-9a-fA-F) |
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并不是所有正则表达式实现都支持 POSIX 字符类，也不一定使用它。
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使用时需要用两对方括号，例如 [[:alpha:]]。
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# 重复匹配
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**\+** 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。
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**应用**
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匹配邮箱地址。
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**正则表达式**
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```
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[\w.]+@\w+.\w+
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```
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[\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；
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**匹配结果**
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**abc.def<span>@</span>qq.com**
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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。
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```
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\w+@\w+.\w+
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[\w]+@[\w]+.[\w]+
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```
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**{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；
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\* 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}? 。
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**正则表达式**
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```
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a.+c
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```
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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。
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**匹配结果**
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**abcabcabc**
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# 位置匹配
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## 单词边界
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**\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。
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\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。
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## 字符串边界
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**^** 匹配整个字符串的开头，**$** 匹配结尾。
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^ 元字符在字符集合中用作求非，在字符集合外用作匹配字符串的开头。
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使用 (?m) 来打开分行匹配模式，在该模式下，换行被当做字符串的边界。
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**应用**
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匹配代码中以 // 开始的注释行
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**正则表达式**
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```
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(?m)^\s*//.*$
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```
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如果没用 (?m)，则只会匹配 // 注释 1 以及之后的所有内容，因为 * 是贪婪型的。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。
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**匹配结果**
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1. public void fun() {
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2. **// 注释 1**
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3. int a = 1;
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4. int b = 2;
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5. **// 注释 2**
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6. int c = a + b;
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7. }
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# 使用子表达式
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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。
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子表达式可以嵌套，但是嵌套层次过深会变得很难理解。
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**正则表达式**
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```
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(ab) {2,}
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```
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**匹配结果**
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**ababab**
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**|** 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。
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```
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(19|20)\d{2}
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```
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**匹配结果**
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1. **1900**
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2. **2010**
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3. 1020
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**应用**
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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：
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1. 一位或者两位的数字
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2. 1 开头的三位数
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3. 2 开头，第 2 位是 0-4 的三位数
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4. 25 开头，第 3 位是 0-5 的三位数
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**正则表达式**
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```
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(((\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])))
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```
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**匹配结果**
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1. **192.168.0.1**
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2. 555.555.555.555
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# 回溯引用
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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 。
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**应用**
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匹配 HTML 中合法的标题元素。
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**正则表达式**
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\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。
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```
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<(h[1-6])>\w*?</\1>
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```
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**匹配结果**
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1. **<h1>x</h1>**
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2. **<h2>x</h2>**
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3. <h3>x</h1>
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## 替换
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需要用到两个正则表达式。
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**应用**
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修改电话号码格式。
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**文本**
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313-555-1234
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**查找正则表达式**
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```
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(\d{3})(-)(\d{3})(-)(\d{4})
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```
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**替换正则表达式**
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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。
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```
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($1) $3-$5
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```
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**结果**
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(313) 555-1234
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## 大小写转换
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| 元字符 | 说明 |
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| ---| ---|
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| \l | 把下个字符转换为小写 |
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| \u| 把下个字符转换为大写 |
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| \L | 把\L 和\E 之间的字符全部转换为小写 |
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| \U | 把\U 和\E 之间的字符全部转换为大写 |
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| \E | 结束\L 或者\U |
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**应用**
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把文本的第二个和第三个字符转换为大写。
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**文本**
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abcd
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**查找**
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```
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(\w)(\w{2})(\w)
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```
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**替换**
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```
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$1\U$2\E$3
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```
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**结果**
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aBCd
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# 前后查找
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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。
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**应用**
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查找出邮件地址 @ 字符前面的部分。
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**正则表达式**
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```
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\w+(?=@)
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```
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**结果**
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**abc** @qq.com
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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。
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# 嵌入条件
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## 回溯引用条件
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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。
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**正则表达式**
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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。
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```
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(\()?abc(?(1)\))
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```
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**结果**
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1. **(abc)**
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2. **abc**
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3. (abc
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## 前后查找条件
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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。
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**正则表达式**
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?(?=-) 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} 。
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```
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\d{5}(?(?=-)-\d{4})
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```
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**结果**
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1. **11111**
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2. 22222-
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3. **33333-4444**
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