正则表达式彻底手册

时间  2019-11-24
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正则表达式彻底手册

【摘 要】 正则表达式是烦琐的，可是强大的，学会以后的应用会让你除了提升效率外，会给你带来绝对的成就感。只要认真去阅读这些资料，加上应用的时候进行必定的参 考，掌握正则表达式不是问题。1956 年, 一位叫 Stephen Kleene 的数学家在 McCulloch 和 Pitts 早期工做的基础上，发表了一篇标题为“神经网事件的表示法”的论文，引入了正则表达式的概念。正则表达式就是用来描述他称为“正则集的代数”的表达式，因 此采用“正则表达式”这个术语。
　　

索引

　　 1._引子
　　 2._正则表达式的历史
　　 3._正则表达式定义
　　　 3.1_普通字符
　　　 3.2_非打印字符
　　　 3.3_特殊字符
　　　 3.4_限定符
　　　 3.5_定位符
　　　 3.6_选择
　　　 3.7_后向引用
　　 4._各类操做符的运算优先级
　　 5._所有符号解释
　　 6._部分例子
　　 7._正则表达式匹配规则
　　　 7.1_基本模式匹配
　　　 7.2_字符簇
　　　 7.3_肯定重复出现
1. 引子
　　 目前，正则表达式已经在不少软件中获得普遍的应用，包括*nix（Linux, Unix等），HP等操做系统，PHP，C#，Java等开发环境，以及不少的应用软件中，均可以看到正则表达式的影子。

　　 正则表达式的使用，能够经过简单的办法来实现强大的功能。为了简单有效而又不失强大，形成了正则表达式代码的难度较大，学习起来也不是很容易，因此须要付出一些努力才行，入门以后参照必定的参考，使用起来仍是比较简单有效的。

　　 例子： ^.+@.+\\..+$

　　 这样的代码曾经屡次把我本身给吓退过。可能不少人也是被这样的代码给吓跑的吧。继续阅读本文将让你也能够自由应用这样的代码。

　　 注意：这里的第7部分跟前面的内容看起来彷佛有些重复，目的是把前面表格里的部分从新描述了一次，目的是让这些内容更容易理解。
 2. 正则表达式的历史

　　 正则表达式的“祖先”能够一直上溯至对人类神经系统如何工做的早期研究。Warren McCulloch 和 Walter Pitts 这两位神经生理学家研究出一种数学方式来描述这些神经网络。

　 　 1956 年, 一位叫 Stephen Kleene 的数学家在 McCulloch 和 Pitts 早期工做的基础上，发表了一篇标题为“神经网事件的表示法”的论文，引入了正则表达式的概念。正则表达式就是用来描述他称为“正则集的代数”的表达式，因 此采用“正则表达式”这个术语。

　　 随后，发现能够将这一工做应用于使用 Ken Thompson 的计算搜索算法的一些早期研究，Ken Thompson 是 Unix 的主要发明人。正则表达式的第一个实用应用程序就是 Unix 中的 qed 编辑器。

　　 如他们所说，剩下的就是众所周知的历史了。从那时起直至如今正则表达式都是基于文本的编辑器和搜索工具中的一个重要部分。

 3. 正则表达式定义

　　 正则表达式(regular expression)描述了一种字符串匹配的模式，能够用来检查一个串是否含有某种子串、将匹配的子串作替换或者从某个串中取出符合某个条件的子串等。

　　 列目录时，　dir *.txt或ls *.txt中的*.txt就不是一个正则表达式,由于这里*与正则式的*的含义是不一样的。

　　 正则表达式是由普通字符（例如字符 a 到 z）以及特殊字符（称为元字符）组成的文字模式。正则表达式做为一个模板，将某个字符模式与所搜索的字符串进行匹配。
　　 3.1 普通字符

　　 由全部那些未显式指定为元字符的打印和非打印字符组成。这包括全部的大写和小写字母字符，全部数字，全部标点符号以及一些符号。

　　 3.2 非打印字符
字符 含义
\cx 匹配由x指明的控制字符。例如， \cM 匹配一个 Control-M 或回车符。x 的值必须为 A-Z 或 a-z 之一。不然，将 c 视为一个原义的 'c' 字符。
\f 匹配一个换页符。等价于 \x0c 和 \cL。
\n 匹配一个换行符。等价于 \x0a 和 \cJ。
\r 匹配一个回车符。等价于 \x0d 和 \cM。
\s 匹配任何空白字符，包括空格、制表符、换页符等等。等价于 [ \f\n\r\t\v]。
\S 匹配任何非空白字符。等价于 [^ \f\n\r\t\v]。
\t 匹配一个制表符。等价于 \x09 和 \cI。
\v 匹配一个垂直制表符。等价于 \x0b 和 \cK。
特别字符 说明
$ 匹配输入字符串的结尾位置。若是设置了 RegExp 对象的 Multiline 属性，则 $ 也匹配 '\n' 或 '\r'。要匹配 $ 字符自己，请使用 \$。
( ) 标记一个子表达式的开始和结束位置。子表达式能够获取供之后使用。要匹配这些字符，请使用 \( 和 \)。
* 匹配前面的子表达式零次或屡次。要匹配 * 字符，请使用 \*。
+ 匹配前面的子表达式一次或屡次。要匹配 + 字符，请使用 \+。
. 匹配除换行符 \n以外的任何单字符。要匹配 .，请使用 \。
[ 标记一个中括号表达式的开始。要匹配 [，请使用 \[。
? 匹配前面的子表达式零次或一次，或指明一个非贪婪限定符。要匹配 ? 字符，请使用 \?。
\ 将下一个字符标记为或特殊字符、或原义字符、或向后引用、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 "\"，而 '\(' 则匹配 "("。
^ 匹配输入字符串的开始位置，除非在方括号表达式中使用，此时它表示不接受该字符集合。要匹配 ^ 字符自己，请使用 \^。
{ 标记限定符表达式的开始。要匹配 {，请使用 \{。
| 指明两项之间的一个选择。要匹配 |，请使用 \|。
字符 描述
* 匹配前面的子表达式零次或屡次。例如，zo* 能匹配 "z" 以及 "zoo"。* 等价于{0,}。
+ 匹配前面的子表达式一次或屡次。例如，'zo+' 能匹配 "zo" 以及 "zoo"，但不能匹配 "z"。+ 等价于 {1,}。
? 匹配前面的子表达式零次或一次。例如，"do(es)?" 能够匹配 "do" 或 "does" 中的"do" 。? 等价于 {0,1}。
{n} n 是一个非负整数。匹配肯定的 n 次。例如，'o{2}' 不能匹配 "Bob" 中的 'o'，可是能匹配 "food" 中的两个 o。
{n,} n 是一个非负整数。至少匹配n 次。例如，'o{2,}' 不能匹配 "Bob" 中的 'o'，但能匹配 "foooood" 中的全部 o。'o{1,}' 等价于 'o+'。'o{0,}' 则等价于 'o*'。
{n,m} m 和 n 均为非负整数，其中n <= m。最少匹配 n 次且最多匹配 m 次。例如，"o{1,3}" 将匹配 "fooooood" 中的前三个 o。'o{0,1}' 等价于 'o?'。请注意在逗号和两个数之间不能有空格。


　　 3.5 定位符

　　 用来描述字符串或单词的边界，^和$分别指字符串的开始与结束，\b描述单词的前或后边界，\B表示非单词边界。不能对定位符使用限定符。

　　 3.6 选择

　　 用圆括号将全部选择项括起来，相邻的选择项之间用|分隔。但用圆括号会有一个反作用，是相关的匹配会被缓存，此时可用?:放在第一个选项前来消除这种反作用。

　　 其中?:是非捕获元之一，还有两个非捕获元是?=和?!，这两个还有更多的含义，前者为正向预查，在任何开始匹配圆括号内的正则表达式模式的位置来匹配搜索字符串，后者为负向预查，在任何开始不匹配该正则表达式模式的位置来匹配搜索字符串。

　　 3.7 后向引用

　 　 对一个正则表达式模式或部分模式两边添加圆括号将致使相关匹配存储到一个临时缓冲区中，所捕获的每一个子匹配都按照在正则表达式模式中从左至右所遇到的内容 存储。存储子匹配的缓冲区编号从 1 开始，连续编号直至最大 99 个子表达式。每一个缓冲区均可以使用 '\n' 访问，其中 n 为一个标识特定缓冲区的一位或两位十进制数。

　　 可使用非捕获元字符 '?:', '?=', or '?!' 来忽略对相关匹配的保存。
操做符 描述
\ 转义符
(), (?:), (?=), [] 圆括号和方括号
*, +, ?, {n}, {n,}, {n,m} 限定符
^, $, \anymetacharacter 位置和顺序
| “或”操做
字符 描述
\ 将下一个字符标记为一个特殊字符、或一个原义字符、或一个 向后引用、或一个八进制转义符。例如，'n' 匹配字符 "n"。'\n' 匹配一个换行符。序列 '\\' 匹配 "\" 而 "\(" 则匹配 "("。
^ 匹配输入字符串的开始位置。若是设置了 RegExp 对象的 Multiline 属性，^ 也匹配 '\n' 或 '\r' 以后的位置。
$ 匹配输入字符串的结束位置。若是设置了RegExp 对象的 Multiline 属性，$ 也匹配 '\n' 或 '\r' 以前的位置。
* 匹配前面的子表达式零次或屡次。例如，zo* 能匹配 "z" 以及 "zoo"。* 等价于{0,}。
+ 匹配前面的子表达式一次或屡次。例如，'zo+' 能匹配 "zo" 以及 "zoo"，但不能匹配 "z"。+ 等价于 {1,}。
? 匹配前面的子表达式零次或一次。例如，"do(es)?" 能够匹配 "do" 或 "does" 中的"do" 。? 等价于 {0,1}。
{n} n 是一个非负整数。匹配肯定的 n 次。例如，'o{2}' 不能匹配 "Bob" 中的 'o'，可是能匹配 "food" 中的两个 o。
{n,} n 是一个非负整数。至少匹配n 次。例如，'o{2,}' 不能匹配 "Bob" 中的 'o'，但能匹配 "foooood" 中的全部 o。'o{1,}' 等价于 'o+'。'o{0,}' 则等价于 'o*'。
{n,m} m 和 n 均为非负整数，其中n <= m。最少匹配 n 次且最多匹配 m 次。例如，"o{1,3}" 将匹配 "fooooood" 中的前三个 o。'o{0,1}' 等价于 'o?'。请注意在逗号和两个数之间不能有空格。
? 当该字符紧跟在任何一个其余限制符 (*, +, ?, {n}, {n,}, {n,m}) 后面时，匹配模式是非贪婪的。非贪婪模式尽量少的匹配所搜索的字符串，而默认的贪婪模式则尽量多的匹配所搜索的字符串。例如，对于字符串 "oooo"，'o+?' 将匹配单个 "o"，而 'o+' 将匹配全部 'o'。
. 匹配除 "\n" 以外的任何单个字符。要匹配包括 '\n' 在内的任何字符，请使用象 '[.\n]' 的模式。
(pattern) 匹配 pattern 并获取这一匹配。所获取的匹配能够从产生的 Matches 集合获得，在VBScript 中使用 SubMatches 集合，在JScript 中则使用 $0…$9 属性。要匹配圆括号字符，请使用 '\(' 或 '\)'。
(?:pattern) 匹配 pattern 但不获取匹配结果，也就是说这是一个非获取匹配，不进行存储供之后使用。这在使用 "或" 字符 (|) 来组合一个模式的各个部分是颇有用。例如， 'industr(?:y|ies) 就是一个比 'industry|industries' 更简略的表达式。
(?=pattern) 正向预查，在任何匹配 pattern 的字符串开始处匹配查找字符串。这是一个非获取匹配，也就是说，该匹配不须要获取供之后使用。例如，'Windows (?=95|98|NT|2000)' 能匹配 "Windows 2000" 中的 "Windows" ，但不能匹配 "Windows 3.1" 中的 "Windows"。预查不消耗字符，也就是说，在一个匹配发生后，在最后一次匹配以后当即开始下一次匹配的搜索，而不是从包含预查的字符以后开始。
(?!pattern) 负向预查，在任何不匹配 pattern 的字符串开始处匹配查找字符串。这是一个非获取匹配，也就是说，该匹配不须要获取供之后使用。例如'Windows (?!95|98|NT|2000)' 能匹配 "Windows 3.1" 中的 "Windows"，但不能匹配 "Windows 2000" 中的 "Windows"。预查不消耗字符，也就是说，在一个匹配发生后，在最后一次匹配以后当即开始下一次匹配的搜索，而不是从包含预查的字符以后开始
x|y 匹配 x 或 y。例如，'z|food' 能匹配 "z" 或 "food"。'(z|f)ood' 则匹配 "zood" 或 "food"。
[xyz] 字符集合。匹配所包含的任意一个字符。例如， '[abc]' 能够匹配 "plain" 中的 'a'。
[^xyz] 负值字符集合。匹配未包含的任意字符。例如， '[^abc]' 能够匹配 "plain" 中的'p'。
[a-z] 字符范围。匹配指定范围内的任意字符。例如，'[a-z]' 能够匹配 'a' 到 'z' 范围内的任意小写字母字符。
[^a-z] 负值字符范围。匹配任何不在指定范围内的任意字符。例如，'[^a-z]' 能够匹配任何不在 'a' 到 'z' 范围内的任意字符。
\b 匹配一个单词边界，也就是指单词和空格间的位置。例如， 'er\b' 能够匹配"never" 中的 'er'，但不能匹配 "verb" 中的 'er'。
\B 匹配非单词边界。'er\B' 能匹配 "verb" 中的 'er'，但不能匹配 "never" 中的 'er'。
\cx 匹配由 x 指明的控制字符。例如， \cM 匹配一个 Control-M 或回车符。x 的值必须为 A-Z 或 a-z 之一。不然，将 c 视为一个原义的 'c' 字符。
\d 匹配一个数字字符。等价于 [0-9]。
\D 匹配一个非数字字符。等价于 [^0-9]。
\f 匹配一个换页符。等价于 \x0c 和 \cL。
\n 匹配一个换行符。等价于 \x0a 和 \cJ。
\r 匹配一个回车符。等价于 \x0d 和 \cM。
\s 匹配任何空白字符，包括空格、制表符、换页符等等。等价于 [ \f\n\r\t\v]。
\S 匹配任何非空白字符。等价于 [^ \f\n\r\t\v]。
\t 匹配一个制表符。等价于 \x09 和 \cI。
\v 匹配一个垂直制表符。等价于 \x0b 和 \cK。
\w 匹配包括下划线的任何单词字符。等价于'[A-Za-z0-9_]'。
\W 匹配任何非单词字符。等价于 '[^A-Za-z0-9_]'。
\xn 匹配 n，其中 n 为十六进制转义值。十六进制转义值必须为肯定的两个数字长。例如，'\x41' 匹配 "A"。'\x041' 则等价于 '\x04' & "1"。正则表达式中可使用 ASCII 编码。.
\num 匹配 num，其中 num 是一个正整数。对所获取的匹配的引用。例如，'(.)\1' 匹配两个连续的相同字符。
\n 标识一个八进制转义值或一个向后引用。若是 \n 以前至少 n 个获取的子表达式，则 n 为向后引用。不然，若是 n 为八进制数字 (0-7)，则 n 为一个八进制转义值。
\nm 标识一个八进制转义值或一个向后引用。若是 \nm 以前至少有 nm 个得到子表达式，则 nm 为向后引用。若是 \nm 以前至少有 n 个获取，则 n 为一个后跟文字 m 的向后引用。若是前面的条件都不知足，若 n 和 m 均为八进制数字 (0-7)，则 \nm 将匹配八进制转义值 nm。
\nml 若是 n 为八进制数字 (0-3)，且 m 和 l 均为八进制数字 (0-7)，则匹配八进制转义值 nml。
\un 匹配 n，其中 n 是一个用四个十六进制数字表示的 Unicode 字符。例如， \u00A9 匹配版权符号 (?)。
正则表达式 说明
/\b([a-z]+) \1\b/gi 一个单词连续出现的位置
/(\w+):\/\/([^/:]+)(:\d*)?([^# ]*)/ 将一个URL解析为协议、域、端口及相对路径
/^(?:Chapter|Section) [1-9][0-9]{0,1}$/ 定位章节的位置
/[-a-z]/ A至z共26个字母再加一个-号。
/ter\b/ 可匹配chapter，而不能terminal
/\Bapt/ 可匹配chapter，而不能aptitude
/Windows(?=95 |98 |NT )/ 可匹配Windows95或Windows98或WindowsNT,当找到一个匹配后，从Windows后面开始进行下一次
7. 正则表达式匹配规则

　　 7.1 基本模式匹配

　　 一切从最基本的开始。模式，是正规表达式最基本的元素，它们是一组描述字符串特征的字符。模式能够很简单，由普通的字符串组成，也能够很是复杂，每每用特殊的字符表示一个范围内的字符、重复出现，或表示上下文。例如：

　　 ^once

　 　 这个模式包含一个特殊的字符^，表示该模式只匹配那些以once开头的字符串。例如该模式与字符串"once upon a time"匹配，与"There once was a man from NewYork"不匹配。正如如^符号表示开头同样，$符号用来匹配那些以给定模式结尾的字符串。

　　 bucket$

　　 这个模式与"Who kept all of this cash in a bucket"匹配，与"buckets"不匹配。字符^和$同时使用时，表示精确匹配（字符串与模式同样）。例如：

　　 ^bucket$

　　 只匹配字符串"bucket"。若是一个模式不包括^和$，那么它与任何包含该模式的字符串匹配。例如：模式

　　 once

　　 与字符串

　　 There once was a man from NewYork
　　 Who kept all of his cash in a bucket.

　　 是匹配的。

　 　 在该模式中的字母(o-n-c-e)是字面的字符，也就是说，他们表示该字母自己，数字也是同样的。其余一些稍微复杂的字符，如标点符号和白字符（空格、 制表符等），要用到转义序列。全部的转义序列都用反斜杠(\)打头。制表符的转义序列是：\t。因此若是咱们要检测一个字符串是否以制表符开头，能够用这 个模式：

　　 ^\t

　　 相似的，用\n表示“新行”，\r表示回车。其余的特殊符号，能够用在前面加上反斜杠，如反斜杠自己用\\表示，句号.用\.表示，以此类推。
　　 7.2 字符簇

　　 在INTERNET的程序中，正规表达式一般用来验证用户的输入。当用户提交一个FORM之后，要判断输入的电话号码、地址、EMAIL地址、信用卡号码等是否有效，用普通的基于字面的字符是不够的。

　　 因此要用一种更自由的描述咱们要的模式的办法，它就是字符簇。要创建一个表示全部元音字符的字符簇，就把全部的元音字符放在一个方括号里：

　　 [AaEeIiOoUu]

　　 这个模式与任何元音字符匹配，但只能表示一个字符。用连字号能够表示一个字符的范围，如：

　　 [a-z] //匹配全部的小写字母
　　 [A-Z] //匹配全部的大写字母
　　 [a-zA-Z] //匹配全部的字母
　　 [0-9] //匹配全部的数字
　　 [0-9\.\-] //匹配全部的数字，句号和减号
　　 [ \f\r\t\n] //匹配全部的白字符

　　 一样的，这些也只表示一个字符，这是一个很是重要的。若是要匹配一个由一个小写字母和一位数字组成的字符串，好比"z2"、"t6"或"g7"，但不是"ab2"、"r2d3" 或"b52"的话，用这个模式：

　　 ^[a-z][0-9]$

　　 尽管[a-z]表明26个字母的范围，但在这里它只能与第一个字符是小写字母的字符串匹配。

　　 前面曾经提到^表示字符串的开头，但它还有另一个含义。当在一组方括号里使用^是，它表示“非”或“排除”的意思，经常用来剔除某个字符。还用前面的例子，咱们要求第一个字符不能是数字：

　　 ^[^0-9][0-9]$

　　 这个模式与"&5"、"g7"及"-2"是匹配的，但与"12"、"66"是不匹配的。下面是几个排除特定字符的例子：

　　 [^a-z] //除了小写字母之外的全部字符
　　 [^\\\/\^] //除了(\)(/)(^)以外的全部字符
　　 [^\"\'] //除了双引号(")和单引号(')以外的全部字符

　　 特殊字符"." (点，句号)在正规表达式中用来表示除了“新行”以外的全部字符。因此模式"^.5$"与任何两个字符的、以数字5结尾和以其余非“新行”字符开头的字符串匹配。模式"."能够匹配任何字符串，除了空串和只包括一个“新行”的字符串。

　　 PHP的正规表达式有一些内置的通用字符簇，列表以下：

　　 字符簇含义

　　 [[:alpha:]] 任何字母
　　 [[:digit:]] 任何数字
　　 [[:alnum:]] 任何字母和数字
　　 [[:space:]] 任何白字符
　　 [[:upper:]] 任何大写字母
　　 [[:lower:]] 任何小写字母
　　 [[:punct:]] 任何标点符号
　　 [[:xdigit:]] 任何16进制的数字，至关于[0-9a-fA-F]

　　 7.3 肯定重复出现

　　 到如今为止，你已经知道如何去匹配一个字母或数字，但更多的状况下，可能要匹配一个单词或一组数字。一个单词有若干个字母组成，一组数字有若干个单数组成。跟在字符或字符簇后面的花括号({})用来肯定前面的内容的重复出现的次数。

　　 字符簇 含义
　　 ^[a-zA-Z_]$ 全部的字母和下划线
　　 ^[[:alpha:]]{3}$ 全部的3个字母的单词
　　 ^a$ 字母a
　　 ^a{4}$ aaaa
　　 ^a{2,4}$ aa,aaa或aaaa
　　 ^a{1,3}$ a,aa或aaa
　　 ^a{2,}$ 包含多于两个a的字符串
　　 ^a{2,} 如：aardvark和aaab，但apple不行
　　 a{2,} 如：baad和aaa，但Nantucket不行
　　 \t{2} 两个制表符
　　 .{2} 全部的两个字符

　 　 这些例子描述了花括号的三种不一样的用法。一个数字，{x}的意思是“前面的字符或字符簇只出现x次”；一个数字加逗号，{x,}的意思是“前面的内容出现 x或更多的次数”；两个用逗号分隔的数字，{x,y}表示“前面的内容至少出现x次，但不超过y次”。咱们能够把模式扩展到更多的单词或数字：

　　 ^[a-zA-Z0-9_]{1,}$ //全部包含一个以上的字母、数字或下划线的字符串
　　 ^[0-9]{1,}$ //全部的正数
　　 ^\-{0,1}[0-9]{1,}$ //全部的整数
　　 ^\-{0,1}[0-9]{0,}\.{0,1}[0-9]{0,}$ //全部的小数

　 　 最后一个例子不太好理解，是吗？这么看吧：与全部以一个可选的负号(\-{0,1})开头(^)、跟着0个或更多的数字([0-9]{0,})、和一个可 选的小数点(\.{0,1})再跟上0个或多个数字([0-9]{0,})，而且没有其余任何东西($)。下面你将知道可以使用的更为简单的方法。

　　 特殊字符"?"与{0,1}是相等的，它们都表明着：“0个或1个前面的内容”或“前面的内容是可选的”。因此刚才的例子能够简化为：

　　 ^\-?[0-9]{0,}\.?[0-9]{0,}$

　　 特殊字符"*"与{0,}是相等的，它们都表明着“0个或多个前面的内容”。最后，字符"+"与 {1,}是相等的，表示“1个或多个前面的内容”，因此上面的4个例子能够写成：

　　 ^[a-zA-Z0-9_]+$ //全部包含一个以上的字母、数字或下划线的字符串
　　 ^[0-9]+$ //全部的正数
　　 ^\-?[0-9]+$ //全部的整数
　　 ^\-?[0-9]*\.?[0-9]*$ //全部的小数

　　 固然这并不能从技术上下降正规表达式的复杂性，但可使它们更容易阅读。
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