2019-03-29 正则表达式

Posted 2021-02-14 thedatadigger

d可以匹配一个数字
w可以匹配一个字母或数字
s可以匹配一个空格 s+至少一个空格
>>> re.split(r‘s+‘, ‘a b   c‘)
[‘a‘, ‘b‘, ‘c‘]
>>> re.split(r‘[s,;]+‘, ‘a,b;; c  d‘)
[‘a‘, ‘b‘, ‘c‘, ‘d‘]

A|B可以匹配A或B
^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。
re.match(r‘^d{3}-d{3,8}$‘, ‘010-12345‘)

. 可以匹配任意字符
*任意个字符
{n}n个字符
+至少一个字符
？表示0或1个字符

d{3} 匹配3个数字 d{3,8}匹配3-8个数字

- 要用-转义

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）。

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


正则表达式
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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：

    创建一个匹配Email的正则表达式；

    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：

    ‘00d‘可以匹配‘007‘，但无法匹配‘00A‘；

    ‘ddd‘可以匹配‘010‘；

    ‘wwd‘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：

    d{3}表示匹配3个数字，例如‘010‘；

    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；

    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‘‘转义，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。
re模块

有了准备知识，我们就可以在Python中使用正则表达式了。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‘

先看看如何判断正则表达式是否匹配：

>>> import re
>>> re.match(r‘^d{3}-d{3,8}$‘, ‘010-12345‘)
<_sre.SRE_Match object; span=(0, 9), match=‘010-12345‘>
>>> re.match(r‘^d{3}-d{3,8}$‘, ‘010 12345‘)
>>>

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‘)

切分字符串

用正则表达式切分字符串比用固定的字符更灵活，请看正常的切分代码：

>>> ‘a b   c‘.split(‘ ‘)
[‘a‘, ‘b‘, ‘‘, ‘‘, ‘c‘]

嗯，无法识别连续的空格，用正则表达式试试：

>>> re.split(r‘s+‘, ‘a b   c‘)
[‘a‘, ‘b‘, ‘c‘]

无论多少个空格都可以正常分割。加入,试试：

>>> re.split(r‘[s,]+‘, ‘a,b, c  d‘)
[‘a‘, ‘b‘, ‘c‘, ‘d‘]

再加入;试试：

>>> re.split(r‘[s,;]+‘, ‘a,b;; c  d‘)
[‘a‘, ‘b‘, ‘c‘, ‘d‘]

如果用户输入了一组标签，下次记得用正则表达式来把不规范的输入转化成正确的数组。
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‘)