資源 | 正則表達式的功法大全

知識 02-17

機器之心編譯

正則表達式（regex 或 regexp）對於從文本中抽取信息極其有用，它一般會搜索匹配特定模式的語句，而這種模式及具體的 ASCII 序列或 Unicode 字元。從解析/替代字元串、預處理數據到網頁爬取，正則表達式的應用範圍非常廣。

其中一個比較有意思的地方是，只要我們學會了正則表達式的語句，我們幾乎可以將其應用於多有的編程語言，包括 JavaScript、Python、Ruby 和 Java 等。只不過對於各編程語言所支持的最高級特徵與語法有細微的區別。

下面我們可以具體討論一些案例與解釋。

基本語句

錨點：^ 和 $

^The 匹配任何以「The」開頭的字元串 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/

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)
end$        匹配以「end」為結尾的字元串
^The end$   抽取匹配從「The」開始到「end」結束的字元串
roar        匹配任何帶有文本「roar」的字元串

數量符：*、+、？和 {}

abc* 匹配在「ab」後面跟著零個或多個「c」的字元串 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/

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)
abc+        匹配在「ab」後面跟著一個或多個「c」的字元串
abc?        匹配在「ab」後面跟著零個或一個「c」的字元串
abc{2
}      匹配在「ab」後面跟著兩個「c」的字元串
abc{2
 
,}     匹配在「ab」後面跟著兩個或更多「c」的字元串
abc{
2
,5
}    匹配在「ab」後面跟著2
到5
個「c」的字元串
a(bc)*      匹配在「a」後面跟著零個或更多「bc」序列的字元串
a(bc){2
,5
}  匹配在「a」後面跟著2
到5
個「bc」序列的字元串

或運算符：| 、 []

a(b|c) 匹配在「a」後面跟著「b」或「c」的字元串 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/

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)
a[bc]      匹配在「a」後面跟著「b」或「c」的字元串

字元類：d、d、s 和 .

d 匹配數字型的單個字元 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/

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)
w         匹配單個詞字（字母加下劃線） -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/4
)
s         匹配單個空格字元（包括製表符和換行符） 
.          匹配任意字元 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/5
)

使用「.」運算符需要非常小心，因為常見類或排除型字元類都要更快與精確。d、w 和s 同樣有它們各自的排除型字元類，即D、W 和S。例如D 將執行與d 完全相反的匹配方法：

D 匹配單個非數字型的字元 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/

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)

為了正確地匹配，我們必須使用轉義符反斜杠「」定義我們需要匹配的符號「^.[$()|*+?{」，因為我們可能認為這些符號在原文本中有特殊的含義。

$d 匹配在單個數字前有符號「$」的字元串 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/

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)

注意我們同樣能匹配 non-printable 字元，例如 Tab 符「」、換行符「」和回車符「」

Flags

我們已經了解如何構建正則表達式，但仍然遺漏了一個非常基礎的概念：flags。

正則表達式通常以/abc/這種形式出現，其中搜索模式由兩個反斜杠「/」分離。而在模式的結尾，我們通常可以指定以下 flag 配置或它們的組合：

g（global）在第一次完成匹配後並不會返回結果，它會繼續搜索剩下的文本。

m（multi line）允許使用^和$匹配一行的開始和結尾，而不是整個序列。

i（insensitive）令整個表達式不區分大小寫（例如/aBc/i 將匹配 AbC）。

中級語句

分組和捕獲：()

a(bc) 圓括弧會創建一個捕獲性分組，它會捕獲匹配項「bc」 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/

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)
a(?:bc)*        使用 「?:」 會使捕獲分組失效，只需要匹配前面的「a」 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/
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)
a(?<foo>bc)     使用 「?<foo>」 會為分組配置一個名稱 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/17
)

捕獲性圓括弧 () 和非捕獲性圓括弧 (?:) 對於從字元串或數據中抽取信息非常重要，我們可以使用 Python 等不同的編程語言實現這一功能。從多個分組中捕獲的多個匹配項將以經典的數組形式展示：我們可以使用匹配結果的索引訪問它們的值。

如果需要為分組添加名稱（使用 (?<foo>...)），我們就能如字典那樣使用匹配結果檢索分組的值，其中字典的鍵為分組的名稱。

方括弧表達式：[]

[abc] 匹配帶有一個「a」、「ab」或「ac」的字元串 -> 與 a|b|c 一樣 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/

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)
[a-c]            匹配帶有一個「a」、「ab」或「ac」的字元串 -> 與 a|b|c 一樣
[a-fA-F0-9
]      匹配一個代表16
 
進位數字的字元串，不區分大小寫 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/
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)
[0-9
]%           匹配在%符號前面帶有0
到9
這幾個字元的字元串
[^a-zA-Z]        匹配不帶a到z或A到Z的字元串，其中^為否定表達式 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/10
)

記住在方括弧內，所有特殊字元（包括反斜杠）都會失去它們應有的意義。

Greedy 和 Lazy 匹配

數量符（* + {}）是一種貪心運算符，所以它們會遍歷給定的文本，並儘可能匹配。例如，<.+> 可以匹配文本「This is a <div> simple div</div> test」中的「<div>simple div</div>」。為了僅捕獲 div 標籤，我們需要使用「？」令貪心搜索變得 Lazy 一點：

<.+?> 一次或多次匹配「<」和「>」裡面的任何字元，可按需擴展 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/

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)

注意更好的解決方案應該需要避免使用「.」，這有利於實現更嚴格的正則表達式：

<[^<>]+> 一次或多次匹配「<」和「>」裡面的任何字元，除去「<」或「>」字元 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/

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)

高級語句

邊界符：和 B

abc 執行整詞匹配搜索 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/

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)

如插入符號那樣表示一個錨點（它與$和^相同）來匹配位置，其中一邊是一個單詞符號（如w），另一邊不是單詞符號（例如它可能是字元串的起始點或空格符號）。

它同樣能表達相反的非單詞邊界「B」，它會匹配「」不會匹配的位置，如果我們希望找到被單詞字元環繞的搜索模式，就可以使用它。

BabcB 只要是被單詞字元環繞的模式就會匹配 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/

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前向匹配和後向匹配：(?=) 和 (?<=)

d(?=r) 只有在後面跟著「r」的時候才匹配「d」，但是「r」並不會成為整個正則表達式匹配的一部分 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/

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)
(?<=r)d      只有在前面跟著「r」時才匹配「d」，但是「r」並不會成為整個正則表達式匹配的一部分 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/19
)

我們同樣能使用否定運運算元：

d(?!r) 只有在後面不跟著「r」的時候才匹配「d」，但是「r」並不會成為整個正則表達式匹配的一部分 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/

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)
(?<!r)d      只有在前面不跟著「r」時才匹配「d」，但是「r」並不會成為整個正則表達式匹配的一部分* *->* **Try it!* (https://regex101.com/r/cO8lqs/21
)

結語

正如上文所示，正則表達式的應用領域非常廣，很可能各位讀者在開發的過程中已經遇到了它，下面是正則表達式常用的領域：

數據驗證，例如檢查時間字元串是否符合格式；

數據抓取，以特定順序抓取包含特定文本或內容的網頁；

數據包裝，將數據從某種原格式轉換為另外一種格式；

字元串解析，例如捕獲所擁有 URL 的 GET 參數，或捕獲一組圓括弧內的文本；

字元串替代，將字元串中的某個字元替換為其它字元。