正则表达式从入门到精通

概述

正则表达式主要用于匹配、查找、替换、提取子字符串等。最早是由Unix中的工具软件（例如sed和grep）普及开的。很多编程语言（shell/R/Python/JS/SQL/Perl等）都有不同程度的支持。

语法速查表

字符	说明
\	将下一字符标记为特殊字符、文本、反向引用或八进制转义符。例如，“n”匹配字符“n”。“\n”匹配换行符。序列“\\”匹配“\”，“\(”匹配“(”。
^	匹配输入字符串开始的位置。如果设置了 RegExp 对象的 Multiline 属性，^ 还会与“\n”或“\r”之后的位置匹配。
$	匹配输入字符串结尾的位置。如果设置了 RegExp 对象的 Multiline 属性，$ 还会与“\n”或“\r”之前的位置匹配。
*	零次或多次匹配前面的字符或子表达式。例如，zo* 匹配“z”和“zoo”。* 等效于 {0,}。
+	一次或多次匹配前面的字符或子表达式。例如，“zo+”与“zo”和“zoo”匹配，但与“z”不匹配。+ 等效于 {1,}。
?	零次或一次匹配前面的字符或子表达式。例如，“do(es)?”匹配“do”或“does”中的“do”。? 等效于 {0,1}。
{n}	n 是非负整数。正好匹配 n 次。例如，“o{2}”与“Bob”中的“o”不匹配，但与“food”中的两个“o”匹配。
{n,}	n 是非负整数。至少匹配 n 次。例如，“o{2,}”不匹配“Bob”中的“o”，而匹配“foooood”中的所有 o。“o{1,}”等效于“o+”。“o{0,}”等效于“o*”。
{n,m}	M 和 n 是非负整数，其中 n <= m。匹配至少 n 次，至多 m 次。例如，“o{1,3}”匹配“fooooood”中的头三个 o。'o{0,1}' 等效于 'o?'。注意：您不能将空格插入逗号和数字之间。
?	当此字符紧随任何其他限定符（*、+、?、{n}、{n,}、{n,m}）之后时，匹配模式是“非贪心的”。“非贪心的”模式匹配搜索到的、尽可能短的字符串，而默认的“贪心的”模式匹配搜索到的、尽可能长的字符串。例如，在字符串“oooo”中，“o+?”只匹配单个“o”，而“o+”匹配所有“o”。
.	匹配除“\n”之外的任何单个字符。若要匹配包括“\n”在内的任意字符，请使用诸如“[\s\S]”之类的模式。
(pattern)	匹配 pattern 并捕获该匹配的子表达式。可以使用 $0…$9 属性从结果“匹配”集合中检索捕获的匹配。若要匹配括号字符 ( )，请使用“$”或者“$”。
(?:pattern)	匹配 pattern 但不捕获该匹配的子表达式，即它是一个非捕获匹配，不存储供以后使用的匹配。这对于用“or”字符 (\|) 组合模式部件的情况很有用。例如，'industr(?:y\|ies) 是比 'industry\|industries' 更经济的表达式。
(?=pattern)	执行正向预测先行搜索的子表达式，该表达式匹配处于匹配 pattern 的字符串的起始点的字符串。它是一个非捕获匹配，即不能捕获供以后使用的匹配。例如，'Windows (?=95\|98\|NT\|2000)' 匹配“Windows 2000”中的“Windows”，但不匹配“Windows 3.1”中的“Windows”。预测先行不占用字符，即发生匹配后，下一匹配的搜索紧随上一匹配之后，而不是在组成预测先行的字符后。
(?!pattern)	执行反向预测先行搜索的子表达式，该表达式匹配不处于匹配 pattern 的字符串的起始点的搜索字符串。它是一个非捕获匹配，即不能捕获供以后使用的匹配。例如，'Windows (?!95\|98\|NT\|2000)' 匹配“Windows 3.1”中的 “Windows”，但不匹配“Windows 2000”中的“Windows”。预测先行不占用字符，即发生匹配后，下一匹配的搜索紧随上一匹配之后，而不是在组成预测先行的字符后。
x\|y	匹配 x 或 y。例如，'z\|food' 匹配“z”或“food”。'(z\|f)ood' 匹配“zood”或“food”。
[xyz]	字符集。匹配包含的任一字符。例如，“[abc]”匹配“plain”中的“a”。
[^xyz]	反向字符集。匹配未包含的任何字符。例如，“[^abc]”匹配“plain”中的“p”。
[a-z]	字符范围。匹配指定范围内的任何字符。例如，“[a-z]”匹配“a”到“z”范围内的任何小写字母。
[^a-z]	反向范围字符。匹配不在指定的范围内的任何字符。例如，“[^a-z]”匹配任何不在“a”到“z”范围内的任何字符。
\b	匹配一个字边界，即字与空格间的位置。例如，“er\b”匹配“never”中的“er”，但不匹配“verb”中的“er”。
\B	非字边界匹配。“er\B”匹配“verb”中的“er”，但不匹配“never”中的“er”。
\cx	匹配 x 指示的控制字符。例如，\cM 匹配 Control-M 或回车符。x 的值必须在 A-Z 或 a-z 之间。如果不是这样，则假定 c 就是“c”字符本身。
\d	数字字符匹配。等效于 [0-9]。
\D	非数字字符匹配。等效于 [^0-9]。
\f	换页符匹配。等效于 \x0c 和 \cL。
\n	换行符匹配。等效于 \x0a 和 \cJ。
\r	匹配一个回车符。等效于 \x0d 和 \cM。
\s	匹配任何空白字符，包括空格、制表符、换页符等。与 [ \f\n\r\t\v] 等效。
\S	匹配任何非空白字符。与 [^ \f\n\r\t\v] 等效。
\t	制表符匹配。与 \x09 和 \cI 等效。
\v	垂直制表符匹配。与 \x0b 和 \cK 等效。
\w	匹配任何字类字符，包括下划线。与“[A-Za-z0-9_]”等效。
\W	与任何非单词字符匹配。与“[^A-Za-z0-9_]”等效。
\xn	匹配 n，此处的 n 是一个十六进制转义码。十六进制转义码必须正好是两位数长。例如，“\x41”匹配“A”。“\x041”与“\x04”&“1”等效。允许在正则表达式中使用 ASCII 代码。
\num	匹配 num，此处的 num 是一个正整数。到捕获匹配的反向引用。例如，“(.)\1”匹配两个连续的相同字符。
\n	标识一个八进制转义码或反向引用。如果 \n 前面至少有 n 个捕获子表达式，那么 n 是反向引用。否则，如果 n 是八进制数 (0-7)，那么 n 是八进制转义码。
\nm	标识一个八进制转义码或反向引用。如果 \nm 前面至少有 nm 个捕获子表达式，那么 nm 是反向引用。如果 \nm 前面至少有 n 个捕获，则 n 是反向引用，后面跟有字符 m。如果两种前面的情况都不存在，则 \nm 匹配八进制值 nm，其中 n 和 m 是八进制数字 (0-7)。
\nml	当 n 是八进制数 (0-3)，m 和 l 是八进制数 (0-7) 时，匹配八进制转义码 nml。
\un	匹配 n，其中 n 是以四位十六进制数表示的 Unicode 字符。例如，\u00A9 匹配版权符号 (©)。

常用正则表达式实例

匹配中文字符的正则表达式： [\u4e00-\u9fa5]
评注：匹配中文还真是个头疼的事，有了这个表达式就好办了

匹配双字节字符(包括汉字在内)：[^\x00-\xff]
评注：可以用来计算字符串的长度（一个双字节字符长度计2，ASCII字符计1）

匹配空白行的正则表达式：\n\s*\r
评注：可以用来删除空白行

匹配HTML标记的正则表达式：<(\S*?)[^>]*>.*?</\1>|<.*? />
评注：网上流传的版本太糟糕，上面这个也仅仅能匹配部分，对于复杂的嵌套标记依旧无能为力

匹配首尾空白字符的正则表达式：^\s*|\s*$
评注：可以用来删除行首行尾的空白字符(包括空格、制表符、换页符等等)，非常有用的表达式

匹配Email地址的正则表达式：\w+([-+.]\w+)*@\w+([-.]\w+)*\.\w+([-.]\w+)*
评注：表单验证时很实用

匹配网址URL的正则表达式：[a-zA-z]+://[^\s]*
评注：网上流传的版本功能很有限，上面这个基本可以满足需求

匹配帐号是否合法(字母开头，允许5-16字节，允许字母数字下划线)：^[a-zA-Z][a-zA-Z0-9_]{4,15}$
评注：表单验证时很实用

匹配国内电话号码：\d{3}-\d{8}|\d{4}-\d{7}
评注：匹配形式如 0511-4405222 或 021-87888822

匹配腾讯QQ号：[1-9][0-9]{4,}
评注：腾讯QQ号从10000开始

匹配中国邮政编码：[1-9]\d{5}(?!\d)
评注：中国邮政编码为6位数字

匹配身份证：\d{15}|\d{18}
评注：中国的身份证为15位或18位

匹配ip地址：\d+\.\d+\.\d+\.\d+
评注：提取ip地址时有用

匹配特定数字：

^[1-9]\d*$　　 //匹配正整数
^-[1-9]\d*$ 　 //匹配负整数
^-?[1-9]\d*$　　 //匹配整数
^[1-9]\d*|0$　 //匹配非负整数（正整数 + 0）
^-[1-9]\d*|0$　　 //匹配非正整数（负整数 + 0）
^[1-9]\d*\.\d*|0\.\d*[1-9]\d*$　　 //匹配正浮点数
^-([1-9]\d*\.\d*|0\.\d*[1-9]\d*)$　 //匹配负浮点数
^-?([1-9]\d*\.\d*|0\.\d*[1-9]\d*|0?\.0+|0)$　 //匹配浮点数
^[1-9]\d*\.\d*|0\.\d*[1-9]\d*|0?\.0+|0$　　 //匹配非负浮点数（正浮点数 + 0）
^(-([1-9]\d*\.\d*|0\.\d*[1-9]\d*))|0?\.0+|0$　　//匹配非正浮点数（负浮点数 + 0）

评注：处理大量数据时有用，具体应用时注意修正

匹配特定字符串：

^[A-Za-z]+$　　//匹配由26个英文字母组成的字符串
^[A-Z]+$　　//匹配由26个英文字母的大写组成的字符串
^[a-z]+$　　//匹配由26个英文字母的小写组成的字符串
^[A-Za-z0-9]+$　　//匹配由数字和26个英文字母组成的字符串
^\w+$　　//匹配由数字、26个英文字母或者下划线组成的字符串

评注：最基本也是最常用的一些表达式

一些更多的例子：

"^The"：表示所有以"The"开始的字符串（"There"，"The cat"等）；
"of despair$"：表示所以以"of despair"结尾的字符串；
"^abc$"：表示开始和结尾都是"abc"的字符串——呵呵，只有"abc"自己了；
"notice"：表示任何包含"notice"的字符串。

'*'，'+'和'?'这三个符号，表示一个或一序列字符重复出现的次数。它们分别表示“没有或
更多”，“一次或更多”还有“没有或一次”。下面是几个例子：

"ab*"：表示一个字符串有一个a后面跟着零个或若干个b。（"a", "ab", "abbb",……）；
"ab+"：表示一个字符串有一个a后面跟着至少一个b或者更多；
"ab?"：表示一个字符串有一个a后面跟着零个或者一个b；
"a?b+$"：表示在字符串的末尾有零个或一个a跟着一个或几个b。

也可以使用范围，用大括号括起，用以表示重复次数的范围。

"ab{2}"：表示一个字符串有一个a跟着2个b（"abb"）；
"ab{2,}"：表示一个字符串有一个a跟着至少2个b；
"ab{3,5}"：表示一个字符串有一个a跟着3到5个b。

请注意，你必须指定范围的下限（如："{0,2}"而不是"{,2}"）。还有，你可能注意到了，'*'，'+'和
'?'相当于"{0,}"，"{1,}"和"{0,1}"。
还有一个'¦'，表示“或”操作：

"hi|hello"：表示一个字符串里有"hi"或者"hello"；
"(b|cd)ef"：表示"bef"或"cdef"；
"(a|b)*c"：表示一串"a""b"混合的字符串后面跟一个"c"；

'.'可以替代任何字符：

"a.[0-9]"：表示一个字符串有一个"a"后面跟着一个任意字符和一个数字；
"^.{3}$"：表示有任意三个字符的字符串（长度为3个字符）；

方括号表示某些字符允许在一个字符串中的某一特定位置出现：

"[ab]"：表示一个字符串有一个"a"或"b"（相当于"a¦b"）；
"[a-d]"：表示一个字符串包含小写的'a'到'd'中的一个（相当于"a¦b¦c¦d"或者"[abcd]"）；
"^[a-zA-Z]"：表示一个以字母开头的字符串；
"[0-9]%"：表示一个百分号前有一位的数字；
",[a-zA-Z0-9]$"：表示一个字符串以一个逗号后面跟着一个字母或数字结束。

你也可以在方括号里用'^'表示不希望出现的字符，'^'应在方括号里的第一位。（如："%[^a-zA-Z]%"表
示两个百分号中不应该出现字母）。

为了逐字表达，必须在"^.$()¦*+?{\"这些字符前加上转移字符'\'。

请注意在方括号中，不需要转义字符。

编程语言中的使用

shell 中的正则表达式

Python3 中的正则表达式

JavaScript 中的正则表达式

参考资料

http://web.mit.edu/gnu/doc/html/regex_1.html
http://web.mit.edu/gnu/doc/html/regex_9.html

Regular Expressions: The Complete Tutorial by Jan Goyvaerts https://www.regular-expressions.info/index.html

在线练习 https://regexr.com/

https://www3.ntu.edu.sg/home/ehchua/programming/howto/Regexe.html

https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/JavaScript/Guide/Regular_Expressions

https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/standard/base-types/regular-expression-language-quick-reference

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