正则表达式

前言

正则表达式(Regular Expression,RegEx)是一种匹配模式,描述的是一串文本特征。目前有两种匹配引擎,DFA(Deterministic finite automaton,确定型有穷自动机)和NFA(Non-deterministic finite automaton,非确定型有穷自动机)。NFA是以表达式为主,DFA以文本为主。正则表达式的匹配过程如下,以Java为例,通过Pattern p = Pattern.compile("表达式")将正则表达式文本编译成正则表达式对象,然后调用p.matcher("带匹配字符串")进行匹配。

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正则表达式由两类字符构成,一类是具有特殊意义的"元字符",另一类是普通的文本字符。元字符可以是一个字符,如"^",也可以是一个字符序列,如"\d"。

元字符

  • .:匹配除换行符(\n)以外的任意的一个字符
  • \:转义字符,使特殊字符具有本来的意义
  • ^:匹配字符串开始的位置,不匹配任何字符
  • $:匹配字符串结束的位置,不匹配任何字符

元字符--字符组(字符范围)

  • [...]:匹配方括号中的任意一个字符
  • [^...]:字符集取反,表示只要不是括号中出现的字符都可以匹配
  • \d:任意一个数字,相当于[0-9]
  • \D:任意一个非数字字符,\d取反,相当于[^0-9]
  • \w:任意一个字母或数字或下划线,相当于[a-zA-Z0-9_]
  • \W:\w取反,相当于[^a-zA-Z0-9_]
  • \s:任意空白字符,相当于[\r\n\f\t\v]
  • \S:任意非空白字符,\s取反,相当于[^\r\n\f\t\v]

元字符--量词

  • {m},表示匹配m次
  • {m,n},表示最少匹配m次,最多匹配n次
  • {m,},表示最少匹配m次
  • ?,表示匹配0或1次
  • *,表示匹配0或任意多次
  • +,表示匹配1或任意多次

元字符--分支结构

  • |:多个子表达式之间取或的关系

元字符--分组(也称子表达式)

()表示,表示匹配多个字符

特性

  1. 贪婪模式和非贪婪模式

贪婪模式,顾名思义就是一种贪得无厌的模式,即匹配尽可能多的字符。举例来说,待匹配字符串<div>testtest</div> <div>testtest</div>,正则表达式<div>.+</div>,匹配的结果是整个字符串,而不是在第一个</div>就结束,所以贪婪模式是正则表达式重复匹配时的默认模式。

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那么,如果我们只想获取尽可能少的匹配呢?怎么办?只需要在量词后面加一个?,还是上面那个栗子。
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  1. 向前参照、向后参照
  • 向前参照 (?=表达式)


    image.png

    注意:向前参照时并不包含表达式,上个例子中并不包含':'

  • 向后参照 (?<=表达式)
    image.png

    通过(?<=a)ba查找到字符a的右侧是ba的字符串
  • 否定向前参照 (?!表达式)

  • 否定向后参照 (?<!表达式)

  1. 捕获组

捕获组就是把正则表达式中子表达式匹配的内容,保存到内存中以数字编号命名。
例子:将abc def位子互换

image.png

  1. 反向引用

反向引用就是将捕获组的内容直接在表达式中引用。

image.png

注意:<a\s+href\=(['\"])[^'\"]+\1>也可以写成<a\s+href=(['"])[^'"]+\1>,我们经常将转移字符\写在可能会出现歧义的地方。

应用场景

正则表达式是在计算机领域运用常见很广,下面介绍几个常见场景:

  • web开发,邮编、电话号码验证;

  • 运维,例如grep、awk等Linux基础指令都应用到正则表达式;

  • 爬虫,爬虫网页,利用正则表达式提取相关信息;

  • 编制自己的语言,在构建抽象语法树时就要用到正则表达式。

在Java中的使用

  • String.split("正则表达式")

  • Java中的正则表达式在默认情况下单行模式,即不管字符串中有没有换行,Java中只认为是一行的,Java中提供参数Pattern.MULTILINE来修改为多行模式。
    Pattern pattern = Pattern.compile("^def$",Pattern.MULTILINE);

  • 关于分组,将整个表达式的匹配结果当做第0个分组,第一个分组用group(1)获取,第i个分组用group(i)获取

  • 具体代码详解github代码

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