Python教程-正则表达式语法

整理： python架构师

这一部分是正则表达式的通用语法，和Python实现无关。

正则表达式本质上只做一件事，那就是编写一个表达式“字符串”，然后用这个字符串去匹配目标文本。核心的核心，都在编写这个“字符串”表达式上面。

注意：文中讨论的所有字符都是英文半角字符，和中文字符没有一毛钱关系！千万不要写成中文标点符号。

一、普通字符

字母、数字、汉字、下划线、以及没有特殊定义的符号，都是"普通字符"。正则表达式中的普通字符，在匹配的时候， 只匹配与自身相同的一个字符 。

例如：表达式 c ，在匹配字符串 abcde 时，匹配结果是：成功；匹配到的内容是 c ；匹配到的位置开始于2，结束于3。（注：下标从0开始还是从1开始，因当前编程语言的不同而可能不同）

二、元字符

正则表达式中使用了很多元字符，用来表示一些特殊的含义或功能。

表达式	匹配
.	小数点可以匹配除了换行符 以外的任意一个字符
|	逻辑或操作符
[]	匹配字符集中的一个字符
[^]	对字符集求反，也就是上面的反操作。尖号必须在方括号里的最前面
-	定义[]里的一个字符区间，例如[a-z]
	对紧跟其后的一个字符进行转义
()	对表达式进行分组，将圆括号内的内容当做一个整体，并获得匹配的值

例如：

a.c `匹配` abc (a|b)c `匹配` ac `与` bc [abc] 1 `匹配` a1 `或者` b1 `或者` c1

使用方括号[]包含一系列字符，能够匹配其中任意一个字符。用[^]包含一系列字符，则能够匹配其中字符之外的任意一个字符。

[ab5@] `匹配` a `或` b `或` 5 `或` @

[^abc]匹配a,b,c之外的任意一个字符

[f-k]匹配f~k 之间的任意一个字母

[^A-F0-3]匹配A~F以及0~3之外的任意一个字符

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三、转义字符

一些无法书写或者具有特殊功能的字符，采用在前面加斜杠" " 进行转义的方法。例如下表所示：

表达式	匹配
,	匹配回车和换行符
	匹配制表符
	匹配斜杠
^	匹配^符号
$	匹配$符号
.	匹配小数点.

尚未列出的还有问号？、星号*和括号等其他的符号。所有正则表达式中具有特殊含义的字符在匹配自身的时候，都要使用斜杠进行转义。这些转义字符的匹配方法与普通字符类似，也是匹配与之相同的一个字符。

例如表达式$d，在匹配字符串"abc$de"时，匹配结果是：成功；匹配到的内容是$d；匹配到的位置开始于3，结束于5。

四、预定义匹配字符集

正则表达式中的一些表示方法，可以同时匹配某个预定义字符集中的任意一个字符。比如，表达式 d 可以匹配任意一个数字。虽然可以匹配其中任意字符，但是只能是一个，不是多个。如下表所示，注意大小写：

表达式	匹配
d	任意一个数字，0~9 中的任意一个
w	任意一个字母或数字或下划线，也就是 A~Z,a~z,0~9,_ 中的任意一个
s	空格、制表符、换页符等空白字符的其中任意一个
D	d的反集，也就是非数字的任意一个字符，等同于[^d]
W	w的反集，也就是[^w]
S	s的反集，也就是[^s]

例如表达式dd，在匹配abc123时，匹配的结果是：成功；匹配到的内容是12；匹配到的位置开始于3，结束于5。

五、重复匹配

前面的表达式，无论是只能匹配一种字符的表达式，还是可以匹配多种字符其中任意一个的表达式，都只能匹配一次。但是有时候我们需要对某个片段进行重复匹配，例如手机号码13666666666，一般的新手可能会写成 ddddddddddd （注意，这不是一个恰当的表达式），不但写着费劲，看着也累，还不一定准确恰当。

这种情况可以使用表达式再加上修饰匹配次数的特殊符号 {} ，不用重复书写表达式就可以重复匹配。比如 [abcd][abcd] 可以写成 [abcd]{2} 。

表达式	匹配
{n}	表达式重复n次，比如d{2}相当于dd,a{3}相当于aaa
{m,n}	表达式至少重复m次，最多重复n次。比如ab{1,3}可以匹配ab或abb或abbb
{m,}	表达式至少重复m次，比如wd{2,}可以匹配a12,_1111,M123等等
?	匹配表达式0次或者1次，相当于{0,1}，比如a[cd]?可以匹配a,ac,ad
+	表达式至少出现1次，相当于{1,}，比如a+b可以匹配ab,aab,aaab等等
*	表达式出现0次到任意次，相当于{0,}，比如^*b可以匹配b,^^^b等等

其中有些例子一定要注意！比如ab{1,3}中重复的是b而不是ab，(ab){1,3}这样重复的才是ab。表达式^*b中重复的是^而不是^，要从左往右读正则表达式，转义符号有更高的优先级，需要和后面的字符整体认读。

表达式d+.?d*在匹配It costs $12.5时，匹配的结果是：成功；匹配到的内容是12.5；匹配到的位置开始于10，结束于14。

表达式go{2,8}gle在匹配Ads by goooooogle时，匹配的结果是：成功；匹配到的内容是goooooogle；匹配到的位置开始于7，结束于17。

六、位置匹配

有时候，我们对匹配出现 的位置有要求，比如开头、结尾、单词之间等等。

表达式	匹配
^	在字符串开始的地方匹配，符号本身不匹配任何字符
$	在字符串结束的地方匹配，符号本身不匹配任何字符
	匹配一个单词边界，也就是单词和空格之间的位置，符号本身不匹配任何字符
B	匹配非单词边界，即左右两边都是w范围或者左右两边都不是w范围时的字符缝隙

例如表达式^aaa在匹配xxx aaa xxx时，匹配结果是：失败。因为^要求在字符串开始的地方匹配。

表达式aaa$在匹配xxx aaa xxx时，匹配结果是：失败。因为$要求在字符串结束的地方匹配。

表达式..在匹配@@@abc时，匹配结果是：成功；匹配到的内容是@a；匹配到的位置开始于2，结束于4。

表达式end在匹配weekend,endfor,end时，匹配结果是：成功；匹配到的内容是end；匹配到的位置开始于15，结束于18。

七、贪婪与非贪婪模式

在重复匹配时，正则表达式默认总是尽可能多的匹配，这被称为贪婪模式。比如，针对文本 dxxxdxxxd ，表达式 (d)(w+)(d) 中的 w+ 将匹配第一个 d 和最后一个 d 之间的所有字符 xxxdxxx 。可见， w+ 在匹配的时候，总是尽可能多的匹配符合它规则的字符。同理，带有 ? 、 * 和 {m,n} 的重复匹配表达式都是尽可能地多匹配。

但是有时候，这种模式不是我们想要的结果，比如最常见的HTML标签匹配。假设有如下的字符串：

< table > < tr > < td > 苹果 </ td > < td > 桃子 </ td > < td > 香蕉 </ td > </ tr > </ table >

我们的意图是获取每个 <td></td> 标签中的元素内容，那么如果你将正则表达式写成 <td>(.*)</td> 的话，你得到的是 <td>苹果</td><td>桃子</td><td>香蕉</td> 这么个东西，而不是“苹果”、“桃子”、“香蕉”。

那么怎么办呢？使用非贪婪模式！

在修饰匹配次数的特殊符号后再加上一个?问号，则可以使匹配次数不定的表达式尽可能少的匹配，使可匹配可不匹配的表达式，尽可能的"不匹配"。如果少匹配就会导致整个表达式匹配失败的时候，与贪婪模式类似，非贪婪模式会最小限度的再多匹配一些，以使整个表达式匹配成功。

表达式<td>(.*?)</td>匹配上面的字符串时，将只得到<td>苹果</td>，再次匹配下一个时，可以得到<td>桃子</td>，以此类推。

针对文本"dxxxdxxxd"举例：

表达式(d)(w+?)中的w+?将尽可能少的匹配第一个d之后的字符，结果是只匹配了一个"x"，整体只匹配了dx。

表达式(d)(w+?)(d)为了让整个表达式匹配成功，w+?不得不匹配xxx才可以让后边的d匹配，从而使整个表达式匹配成功。因此，结果是w+?匹配了xxx，整体匹配了dxxx。

八、反向引用

表达式在匹配时，表达式引擎会将小括号 () 包含的表达式所匹配到的字符串记录下来。在获取匹配结果的时候，小括号包含的表达式所匹配到的字符串可以单独获取。这是一个非常有用也非常重要的特性。在实际应用场合中，当用某种边界来查找，而所要获取的内容又不包含边界时，必须使用小括号来指定所要的范围。比如前面的 <td>(.*?)</td>" 。

其实，"小括号包含的表达式所匹配到的字符串"不仅是在匹配结束后才可以使用，在匹配过程中也可以使用。表达式后边的部分，可以引用前面"括号内的子匹配已经匹配到的字符串"。引用方法是 加上一个数字。 1 引用第1对括号内匹配到的字符串， 2 引用第2对括号内匹配到的字符串……以此类推，如果一对括号内包含另一对括号，则外层的括号先排序号。换句话说，哪一对的左括号"("在前，那这一对就先排序号。举例如下：

表达式 (’|")(.*?)(1) 在匹配 ’Hello’, "World" 时，匹配结果是：成功；匹配到的内容是 ’Hello’ 。再次匹配下一个时，可以匹配到 "World" 。这里的 (1) ，动态的引用了 (’|") 匹配到的结果。

表达式 (w)1{4,} 在匹配 aa bbbb abcdefg ccccc 111121111 999999999 时，匹配结果是：成功；匹配到的内容是 ccccc 。再次匹配下一个时，将得到 999999999 。这个表达式要求 w 范围的字符至少重复5次，注意与 w{5,} 之间的区别。

表达式 <(w+)s*(w+(=(’|").*?4)?s*)*>.*?</1> 在匹配 <td id=’td1’ style="bgcolor:white"></td> 时，匹配结果是成功。如果 <td> 与 </td> 不配对，则会匹配失败；如果改成其他配对，也可以匹配成功。这就是常用的HTML标签匹配方法。

九、常用正则表达式

下面是网络上收集的一些常用正则表达式，请参考使用。PS:各位在复制粘贴的时候务必要小心前后多余的空格！

校验数字的相关表达式：

功能	表达式
数字	^[0-9]*$
n位的数字	^d{n}$
至少n位的数字	^d{n,}$
m-n位的数字	^d{m,n}$
零和非零开头的数字	^(0|[1-9][0-9]*)$
非零开头的最多带两位小数的数字	^([1-9][0-9]*)+(.[0-9]{1,2})?$
带1-2位小数的正数或负数	^(-)?d+(.d{1,2})?$
正数、负数、和小数	^(-|+)?d+(.d+)?$
有两位小数的正实数	^[0-9]+(.[0-9]{2})?$
有1~3位小数的正实数	^[0-9]+(.[0-9]{1,3})?$
非零的正整数	^[1-9]d*$
非零的负整数	^-[1-9]d*$
非负整数	^d+$
非正整数	^-[1-9]d*|0$
非负浮点数	^d+(.d+)?$
非正浮点数	^((-d+(.d+)?)|(0+(.0+)?))$
正浮点数	^[1-9]d*.d*|0.d*[1-9]d*$
负浮点数	^-([1-9]d*.d*|0.d*[1-9]d*)$
浮点数	^(-?d+)(.d+)?$

校验字符的相关表达式：

功能	表达式
汉字	^[u4e00-u9fa5]{0,}$
英文和数字	^[A-Za-z0-9]+$
长度为3-20的所有字符	^.{3,20}$
由26个英文字母组成的字符串	^[A-Za-z]+$
由26个大写英文字母组成的字符串	^[A-Z]+$
由26个小写英文字母组成的字符串	^[a-z]+$
由数字和26个英文字母组成的字符串	^[A-Za-z0-9]+$
由数字、26个英文字母或者下划线组成的字符串	^w+$
中文、英文、数字包括下划线	^[u4E00-u9FA5A-Za-z0-9_]+$
中文、英文、数字但不包括下划线等符号	^[u4E00-u9FA5A-Za-z0-9]+$
可以输入含有^%&’,;=?$”等字符	[^%&’,;=?$x22]+
禁止输入含有~的字符	[^~x22]+

特殊场景的表达式:

功能	表达式
Email地址	^w+([-+.]w+)*@w+([-.]w+)*.w+([-.]w+)*$
域名	[a-zA-Z0-9][-a-zA-Z0-9]{0,62}(/.[a-zA-Z0-9][-a-zA-Z0-9]{0,62})+/.?
InternetURL	[a-zA-z]+://[^s]* 或 ^http://([w-]+.)+[w-]+(/[w-./?%&=]*)?$
手机号码	^(13[0-9]|14[5|7]|15[0|1|2|3|5|6|7|8|9]|18[0|1|2|3|5|6|7|8|9])d{8}$
国内电话号码	d{3}-d{8}|d{4}-d{7}(0511-4405222、021-87888822)
身份证号	^d{15}|d{18}$(15位、18位数字)
短身份证号码	^([0-9]){7,18}(x|X)?$ 或 ^d{8,18}|[0-9x]{8,18}|[0-9X]{8,18}?$(数字、字母x结尾)
帐号是否合法	^[a-zA-Z][a-zA-Z0-9_]{4,15}$(字母开头，允许5-16字节，允许字母数字下划线)
密码	^[a-zA-Z]w{5,17}$(以字母开头，长度在6~18之间，只能包含字母、数字和下划线)
强密码	^(?=.*d)(?=.*[a-z])(?=.*[A-Z]).{8,10}$(必须包含大小写字母和数字的组合，不能使用特殊字符，长度在8-10之间)
日期格式	^d{4}-d{1,2}-d{1,2}
一年的12个月(01～09和1～12)	^(0?[1-9]|1[0-2])$
一个月的31天(01～09和1～31)	^((0?[1-9])|((1|2)[0-9])|30|31)$
xml文件	^([a-zA-Z]+-?)+[a-zA-Z0-9]+.[x|X][m|M][l|L]$
双字节字符	[^x00-xff](包括汉字在内，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))
空白行的正则表达式	s* (可以用来删除空白行)
HTML标记的正则表达式	<(S*?)[^>]*>.*?</1>|<.*? />(对于复杂的嵌套标记依旧无能为力)
首尾空白字符的正则表达式	^s*|s*$或(^s*)|(s*$)(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))
腾讯QQ号	[1-9][0-9]{4,} (腾讯QQ号从10000开始)
中国邮政编码	[1-9]d{5}(?!d) (中国邮政编码为6位数字)
IP地址提取	d+.d+.d+.d+ (提取IP地址时有用)
IP地址合法性判断	((?:(?:25[0-5]|2[0-4]d|[01]?d?d).){3}(?:25[0-5]|2[0-4]d|[01]?d?d))

十、总结

关于正则表达式还有更多的高级用法和特性，不过对于这部分内容，各个不同的正则引擎在细节上有点不同，因此就不深入介绍了，有需要的同学，可以自行查看对应版本的说明文档。

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