python正则表达式的用法

本篇内容介绍了“python正则表达式的用法”的有关知识，在实际案例的操作过程中，不少人都会遇到这样的困境，接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧！希望大家仔细阅读，能够学有所成！简单模式
我们将从最简单的正则表达式学习开始。由于正则表达式常用于字符串操作，那我们就从最常见的任务：字符匹配 下手。
有关正则表达式底层的计算机科学上的详细解释（确定性和非确定性有限自动机），你可以查阅编写编译器相关的任何教科书。字符匹配
大多数字母和字符一般都会和自身匹配。例如，正则表达式 test 会和字符串“test”完全匹配。（你也可以使用大小写不敏感模式，它还能让这个 RE 匹配“Test”或“TEST”；稍后会有更多解释。）
这个规则当然会有例外；有些字符比较特殊，它们和自身并不匹配，而是会表明应和一些特殊的东西匹配，或者它们会影响到 RE 其它部分的重复次数。本文很大篇幅专门讨论了各种元字符及其作用。
这里有一个元字符的完整列表；其含义会在本指南余下部分进行讨论。
我们首先考察的元字符是”[” 和 “]”。它们常用来指定一个字符类别，所谓字符类别就是你想匹配的一个字符集。字符可以单个列出，也可以用“-”号分隔的两个给定字符来表示一个字符区间。例如，[abc] 将匹配”a”, “b”, 或 “c”中的任意一个字符；也可以用区间[a-c]来表示同一字符集，和前者效果一致。如果你只想匹配小写字母，那么 RE 应写成 [a-z].
1）元字符在类别里并不起作用。例如：[akm$]将匹配字符”a”, “k”, “m”, 或 “$” 中的任意一个；”$”通常用作元字符，但在字符类别里，其特性被除去，恢复成普通字符。
2）补集来匹配不在区间范围内的字符。其做法是把”^”作为类别的首个字符；其它地方的”^”只会简单匹配 “^”字符本身。例如，[^5] 将匹配除 “5” 之外的任意字符。
3）元字符反斜杠””。 做为 Python 中的字符串字母，反斜杠后面可以加不同的字符以表示不同特殊意义。它也可以用于取消所有的元字符，这样你就可以在模式中匹配它们了。举个例子，如果你需要匹配字符 “[” 或 “”，你可以在它们之前用反斜杠来取消它们的特殊意义： [ 或 。
一些用 “” 开始的特殊字符所表示的预定义字符集通常是很有用的，象数字集，字母集，或其它非空字符集。下列是可用的预设特殊字符：
这样特殊字符都可以包含在一个字符类中。如，[s,.]字符类将匹配任何空白字符或”,”或”.”。
4）元字符是 . 。它匹配除了换行字符外的任何字符，在 alternate 模式（re.DOTALL）下它甚至可以匹配换行。”.” 通常被用于你想匹配“任何字符”的地方。重复
正则表达式第一件能做的事是能够匹配不定长的字符集，而这是其它能作用在字符串上的方法所不能做到的。 不过，如果那是正则表达式唯一的附加功能的话，那么它们也就不那么优秀了。它们的另一个功能就是你可以指定正则表达式的一部分的重复次数。
我们讨论的第一个重复功能的元字符是 *。* 并不匹配字母字符 “*”；相反，它指定前一个字符可以被匹配零次或更多次，而不是只有一次。
举个例子，ca*t 将匹配 “ct” (0 个 “a” 字符), “cat” (1 个 “a”), “caaat” (3 个 “a” 字符)等等。RE 引擎有各种来自 C 的整数类型大小的内部限制，以防止它匹配超过20亿个 “a” 字符；你也许没有足够的内存去建造那么大的字符串，所以将不会累计到那个限制。
象 * 这样地重复是“贪婪的”；当重复一个 RE 时，匹配引擎会试着重复尽可能多的次数。如果模式的后面部分没有被匹配，匹配引擎将退回并再次尝试更小的重复。
一步步的示例可以使它更加清晰。让我们考虑表达式 a[bcd]*b。它匹配字母 “a”，零个或更多个来自类 [bcd]中的字母，最后以 “b” 结尾。现在想一想该 RE 对字符串 “abcbd” 的匹配。
RE 的结尾部分现在可以到达了，它匹配 “abcb”。这证明了匹配引擎一开始会尽其所能进行匹配，如果没有匹配然后就逐步退回并反复尝试 RE 剩下来的部分。直到它退回尝试匹配 [bcd] 到零次为止，如果随后还是失败，那么引擎就会认为该字符串根本无法匹配 RE 。
另一个重复元字符是 +，表示匹配一或更多次。请注意 * 和 + 之间的不同；* 匹配零或更多次，所以可以根本就不出现，而 + 则要求至少出现一次。用同一个例子，ca+t 就可以匹配 “cat” (1 个 “a”)， “caaat” (3 个 “a”)， 但不能匹配 “ct”。
还有更多的限定符。问号? 匹配一次或零次；你可以认为它用于标识某事物是可选的。例如：home-?brew 匹配 “homebrew” 或 “home-brew”。
最复杂的重复限定符是 {m,n}，其中 m 和 n 是十进制整数。该限定符的意思是至少有 m 个重复，至多到 n 个重复。举个例子，a/{1,3}b 将匹配 “a/b”，”a//b” 和 “a///b”。它不能匹配 “ab” 因为没有斜杠，也不能匹配 “a////b” ，因为有四个。
你可以忽略 m 或 n；因为会为缺失的值假设一个合理的值。忽略 m 会认为下边界是 0，而忽略 n 的结果将是上边界为无穷大 — 实际上是先前我们提到的20亿，但这也许同无穷大一样。
细心的读者也许注意到其他三个限定符都可以用这样方式来表示。{0,} 等同于 *，{1,} 等同于 +，而{0,1}则与? 相同。如果可以的话，最好使用 *，+，或?。很简单因为它们更短也更容易懂。使用正则表达式
现在我们已经看了一些简单的正则表达式，那么我们实际在 Python 中是如何使用它们的呢？ re 模块提供了一个正则表达式引擎的接口，可以让你将 REs 编译成对象并用它们来进行匹配。编译正则表达式
正则表达式被编译成 `RegexObject` 实例，可以为不同的操作提供方法，如模式匹配搜索或字符串替换。
re.compile() 也接受可选的标志参数，常用来实现不同的特殊功能和语法变更。我们稍后将查看所有可用的设置，但现在只举一个例子：
RE 被做为一个字符串发送给 re.compile()。REs 被处理成字符串是因为正则表达式不是 Python 语言的核心部分，也没有为它创建特定的语法。（应用程序根本就不需要 REs，因此没必要包含它们去使语言说明变得臃肿不堪。）而 re 模块则只是以一个 C 扩展模块的形式来被 Python 包含，就象 socket 或 zlib 模块一样
将 REs 作为字符串以保证 Python 语言的简洁，但这样带来的一个麻烦就是象下节标题所讲的。反斜杠的麻烦
在早期规定中，正则表达式用反斜杠字符 (“”) 来表示特殊格式或允许使用特殊字符而不调用它的特殊用法。这就与 Python 在字符串中的那些起相同作用的相同字符产生了冲突。
让我们举例说明，你想写一个 RE 以匹配字符串 “section”，可能是在一个 LATEX 文件查找。为了要在程序代码中判断，首先要写出想要匹配的字符串。接下来你需要在所有反斜杠和其它元字符前加反斜杠来取消其特殊意义，结果要匹配的字符串就成了”section”。 当把这个字符串传递给re.compile()时必须还是”section”。然而，作为Python的字符串实值(string literals)来表示的话，”section”中两个反斜杠还要再次取消特殊意义，最后结果就变成了”\section”。
简单地说，为了匹配一个反斜杠，不得不在 RE 字符串中写 ‘\’，因为正则表达式中必须是 “”，而每个反斜杠在常规的 Python 字符串实值中必须表示成 “”。在 REs 中反斜杠的这个重复特性会导致大量重复的反斜杠，而且所生成的字符串也很难懂。
解决的办法就是为正则表达式使用 Python 的 raw 字符串表示；在字符串前加个 “r” 反斜杠就不会被任何特殊方式处理，所以 r”n” 就是包含”” 和 “n” 的两个字符，而 “n” 则是一个字符，表示一个换行。正则表达式通常在 Python 代码中都是用这种 raw 字符串表示。执行匹配
一旦你有了已经编译了的正则表达式的对象，你要用它做什么呢？`RegexObject` 实例有一些方法和属性。这里只显示了最重要的几个，如果要看完整的列表请查阅 Python Library Reference
如果没有匹配到的话，match() 和 search() 将返回 None。如果成功的话，就会返回一个 `MatchObject` 实例，其中有这次匹配的信息：它是从哪里开始和结束，它所匹配的子串等等。
你可以用采用人机对话并用 re 模块实验的方式来学习它。如果你有 Tkinter 的话，你也许可以考虑参考一下 Tools/scripts/redemo.py，一个包含在 Python 发行版里的示范程序。
首先，运行 Python 解释器，导入 re 模块并编译一个 RE：
现在，你可以试着用 RE 的 [a-z]+ 去匹配不同的字符串。一个空字符串将根本不能匹配，因为 + 的意思是 “一个或更多的重复次数”。 在这种情况下 match() 将返回 None，因为它使解释器没有输出。你可以明确地打印出 match() 的结果来弄清这一点。
现在，让我们试着用它来匹配一个字符串，如 “tempo”。这时，match() 将返回一个 MatchObject。因此你可以将结果保存在变量里以便後面使用。
现在你可以查询 `MatchObject` 关于匹配字符串的相关信息了。MatchObject 实例也有几个方法和属性；最重要的那些如下所示：
试试这些方法不久就会清楚它们的作用了：
group() 返回 RE 匹配的子串。start() 和 end() 返回匹配开始和结束时的索引。span() 则用单个元组把开始和结束时的索引一起返回。因为匹配方法检查到如果 RE 在字符串开始处开始匹配，那么 start() 将总是为零。然而， `RegexObject` 实例的 search 方法扫描下面的字符串的话，在这种情况下，匹配开始的位置就也许不是零了。
在实际程序中，最常见的作法是将 `MatchObject` 保存在一个变量里，然後检查它是否为 None，通常如下所示：
两个 `RegexObject` 方法返回所有匹配模式的子串。findall()返回一个匹配字符串行表：
findall() 在它返回结果时不得不创建一个列表。在 Python 2.2中，也可以用 finditer() 方法。
I （IGNORECASE）
使匹配对大小写不敏感；字符类和字符串匹配字母时忽略大小写。举个例子，[A-Z]也可以匹配小写字母，Spam 可以匹配 “Spam”, “spam”, 或 “spAM”。这个小写字母并不考虑当前位置。

L （LOCALE）
影响 w, W, b, 和 B，这取决于当前的本地化设置。
locales 是 C 语言库中的一项功能，是用来为需要考虑不同语言的编程提供帮助的。举个例子，如果你正在处理法文文本，你想用 w+ 来匹配文字，但 w 只匹配字符类 [A-Za-z]；它并不能匹配 “” 或 “?”。如果你的系统配置适当且本地化设置为法语，那么内部的 C 函数将告诉程序 “” 也应该被认为是一个字母。当在编译正则表达式时使用 LOCALE 标志会得到用这些 C 函数来处理 w 后的编译对象；这会更慢，但也会象你希望的那样可以用 w+ 来匹配法文文本。

M （MULTILINE）
(此时 ^ 和 $ 不会被解释; 它们将在 4.1 节被介绍.)
使用 “^” 只匹配字符串的开始，而 $ 则只匹配字符串的结尾和直接在换行前（如果有的话）的字符串结尾。当本标志指定后， “^” 匹配字符串的开始和字符串中每行的开始。同样的， $ 元字符匹配字符串结尾和字符串中每行的结尾（直接在每个换行之前）。

S （DOTALL）
使 “.” 特殊字符完全匹配任何字符，包括换行；没有这个标志， “.” 匹配除了换行外的任何字符。

X （VERBOSE）
该标志通过给予你更灵活的格式以便你将正则表达式写得更易于理解。当该标志被指定时，在 RE 字符串中的空白符被忽略，除非该空白符在字符类中或在反斜杠之后；这可以让你更清晰地组织和缩进 RE。它也可以允许你将注释写入 RE，这些注释会被引擎忽略；注释用 “#”号 来标识，不过该符号不能在字符串或反斜杠之后。
举个例子，这里有一个使用 re.VERBOSE 的 RE；看看读它轻松了多少？
没有 verbose 设置， RE 会看起来象这样：
在上面的例子里，Python 的字符串自动连接可以用来将 RE 分成更小的部分，但它比用 re.VERBOSE 标志时更难懂
更多模式功能
到目前为止，我们只展示了正则表达式的一部分功能。在本节，我们将展示一些新的元字符和如何使用组来检索被匹配的文本部分。
还有一些我们还没展示的元字符，其中的大部分将在本节展示。
剩下来要讨论的一部分元字符是零宽界定符（zero-width assertions）。它们并不会使引擎在处理字符串时更快;相反，它们根本就没有对应任何字符，只是简单的成功或失败。举个例子， b 是一个在单词边界定位当前位置的界定符（assertions），这个位置根本就不会被 b 改变。这意味着零宽界定符（zero-width assertions）将永远不会被重复，因为如果它们在给定位置匹配一次，那么它们很明显可以被匹配无数次。
|
可选项，或者 “or” 操作符。如果 A 和 B 是正则表达式，A|B 将匹配任何匹配了 “A” 或 “B” 的字符串。| 的优先级非常低，是为了当你有多字符串要选择时能适当地运行。Crow|Servo 将匹配”Crow” 或 “Servo”, 而不是 “Cro”, 一个 “w” 或 一个 “S”, 和 “ervo”。
为了匹配字母 “|”，可以用 |，或将其包含在字符类中，如[|]。

^
匹配行首。除非设置 MULTILINE 标志，它只是匹配字符串的开始。在 MULTILINE 模式里，它也可以直接匹配字符串中的每个换行。
例如，如果你只希望匹配在行首单词 “From”，那么 RE 将用 ^From。
$
匹配行尾，行尾被定义为要么是字符串尾，要么是一个换行字符后面的任何位置。
匹配一个 “$”，使用 $ 或将其包含在字符类中，如[$]。
A
只匹配字符串首。当不在 MULTILINE 模式，A 和 ^ 实际上是一样的。然而，在 MULTILINE 模式里它们是不同的；A 只是匹配字符串首，而 ^ 还可以匹配在换行符之后字符串的任何位置。
Z
Matches only at the end of the string.
只匹配字符串尾。
b
单词边界。这是个零宽界定符（zero-width assertions）只用以匹配单词的词首和词尾。免费云主机域名单词被定义为一个字母数字序列，因此词尾就是用空白符或非字母数字符来标示的。
下面的例子只匹配 “class” 整个单词；而当它被包含在其他单词中时不匹配。
当用这个特殊序列时你应该记住这里有两个微妙之处。第一个是 Python 字符串和正则表达式之间最常见的冲突，在 Python 字符串里，”b” 是反斜杠字符，ASCII值是8。如果你没有使用 raw 字符串时，那么 Python 将会把 “b” 转换成一个回退符，你的 RE 将无法像你希望的那样匹配它了。下面的例子看起来和我们前面的 RE 一样，但在 RE 字符串前少了一个 “r” 。
第二个在字符类中，这个限定符（assertion）不起作用，b 表示回退符，以便与 Python 字符串兼容。
B
另一个零宽界定符（zero-width assertions），它正好同 b 相反，只在当前位置不在单词边界时匹配。例如：

分组
你经常需要得到比 RE 是否匹配还要多的信息。正则表达式常常用来分析字符串，编写一个 RE 匹配感兴趣的部分并将其分成几个小组。举个例子，一个 RFC-822 的头部用 “:” 隔成一个头部名和一个值，这就可以通过编写一个正则表达式匹配整个头部，用一组匹配头部名，另一组匹配头部值的方式来处理。
组是通过 “(” 和 “)” 元字符来标识的。 “(” 和 “)” 有很多在数学表达式中相同的意思；它们一起把在它们里面的表达式组成一组。举个例子，你可以用重复限制符，象 *, +,?, 和 {m,n}，来重复组里的内容，比如说(ab)* 将匹配零或更多个重复的 “ab”。
组用 “(” 和 “)” 来指定，并且得到它们匹配文本的开始和结尾索引；这就可以通过一个参数用 group()、start()、end() 和 span() 来进行检索。组是从 0 开始计数的。组 0 总是存在；它就是整个 RE，所以 `MatchObject` 的方法都把组 0 作为它们缺省的参数。稍后我们将看到怎样表达不能得到它们所匹配文本的 span。
小组是从左向右计数的，从1开始。组可以被嵌套。计数的数值可以通过从左到右计算打开的括号数来确定。
group() 可以一次输入多个组号，在这种情况下它将返回一个包含那些组所对应值的元组。
The groups() 方法返回一个包含所有小组字符串的元组，从 1 到 所含的小组号。

模式中的逆向引用允许你指定先前捕获组的内容，该组也必须在字符串当前位置被找到。举个例子，如果组 1 的内容能够在当前位置找到的话，1 就成功否则失败。记住 Python 字符串也是用反斜杠加数据来允许字符串中包含任意字符的，所以当在 RE 中使用逆向引用时确保使用 raw 字符串。
例如，下面的 RE 在一个字符串中找到成双的词。
象这样只是搜索一个字符串的逆向引用并不常见 — 用这种方式重复数据的文本格式并不多见 — 但你不久就可以发现它们用在字符串替换上非常有用。
无捕获组和命名组
精心设计的 REs 也许会用很多组，既可以捕获感兴趣的子串，又可以分组和结构化 RE 本身。在复杂的 REs 里，追踪组号变得困难。有两个功能可以对这个问题有所帮助。它们也都使用正则表达式扩展的通用语法，因此我们来看看第一个。
Perl 5 对标准正则表达式增加了几个附加功能，Python 的 re 模块也支持其中的大部分。选择一个新的单按键元字符或一个以 “” 开始的特殊序列来表示新的功能，而又不会使 Perl 正则表达式与标准正则表达式产生混乱是有难度的。如果你选择 “&” 做为新的元字符，举个例子，老的表达式认为 “&” 是一个正常的字符，而不会在使用 & 或 [&] 时也不会转义。
Perl 开发人员的解决方法是使用 (?…) 来做为扩展语法。”?” 在括号后面会直接导致一个语法错误，因为 “?” 没有任何字符可以重复，因此它不会产生任何兼容问题。紧随 “?” 之后的字符指出扩展的用途，因此 (?=foo)
Python 新增了一个扩展语法到 Perl 扩展语法中。如果在问号后的第一个字符是 “P”，你就可以知道它是针对 Python 的扩展。目前有两个这样的扩展: (?P…) 定义一个命名组，(?P=name) 则是对命名组的逆向引用。如果 Perl 5 的未来版本使用不同的语法增加了相同的功能，那么 re 模块也将改变以支持新的语法，与此同时为了兼容性的目的而继续保持的 Python 专用语法。
现在我们看一下普通的扩展语法，我们回过头来简化在复杂 REs 中使用组运行的特性。因为组是从左到右编号的，而且一个复杂的表达式也许会使用许多组，它可以使跟踪当前组号变得困难，而修改如此复杂的 RE 是十分麻烦的。在开始时插入一个新组，你可以改变它之后的每个组号。
首先，有时你想用一个组去收集正则表达式的一部分，但又对组的内容不感兴趣。你可以用一个无捕获组: (?:…) 来实现这项功能，这样你可以在括号中发送任何其他正则表达式。
除了捕获匹配组的内容之外，无捕获组与捕获组表现完全一样；你可以在其中放置任何字符，可以用重复元字符如 “*” 来重复它，可以在其他组（无捕获组与捕获组）中嵌套它。(?:…) 对于修改已有组尤其有用，因为你可以不用改变所有其他组号的情况下添加一个新组。捕获组和无捕获组在搜索效率方面也没什么不同，没有哪一个比另一个更快。
其次，更重要和强大的是命名组；与用数字指定组不同的是，它可以用名字来指定。
命令组的语法是 Python 专用扩展之一： (?P…)。名字很明显是组的名字，除了该组有个名字之外，命名组也同捕获组是相同的。`MatchObject` 的方法处理捕获组时接受的要么是表示组号的整数，要么是包含组名的字符串。命名组也可以是数字，所以你可以通过两种方式来得到一个组的信息：
命名组是便于使用的，因为它可以让你使用容易记住的名字来代替不得不记住的数字。这里有一个来自 imaplib 模块的 RE 示例：
很明显，得到 m.group(‘zonem’) 要比记住得到组 9 要容易得多。
因为逆向引用的语法，象 (…)1 这样的表达式所表示的是组号，这时用组名代替组号自然会有差别。还有一个 Python 扩展：(?P=name) ，它可以使叫 name 的组内容再次在当前位置发现。正则表达式为了找到重复的单词，(bw+)s+1 也可以被写成 (?Pbw+)s+(?P=word)：

Python通过re模块提供对正则表达式的支持。使用re的一般步骤是先将正则表达式的字符串形式编译为Pattern实例，然后使用Pattern实例处理文本并获得匹配结果（一个Match实例），最后使用Match实例获得信息，进行其他的操作。“python正则表达式的用法”的内容就介绍到这里了，感谢大家的阅读。如果想了解更多行业相关的知识可以关注百云网站，小编将为大家输出更多高质量的实用文章！

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