正则表达式30分钟入门教程 v2.1版

时间：2021-05-18

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正则表达式30分钟入门教程 v2.1

作者：deerchao 来源:unibetter大学生社区转载请注明来源

本文目标

30分钟内让你明白正则表达式是什么，并对它有一些基本的了解，让你可以在自己的程序或网页里使用它。

如何使用本教程

别被下面那些复杂的表达式吓倒，只要跟着我一步一步来，你会发现正则表达式其实并没有你想像中的那么困难。当然，如果你看完了这篇教程之后，发现自己明白了很多，却又几乎什么都记不得，那也是很正常的——我认为，没接触过正则表达式的人在看完这篇教程后，能把提到过的语法记住80%以上的可能性为零。这里只是让你明白基本的原理，以后你还需要多练习，多查资料，才能熟练掌握正则表达式。

除了作为入门教程之外，本文还试图成为可以在日常工作中使用的正则表达式语法参考手册（就作者本人的经历来说，这个目标还是完成得不错的）。

文本格式约定：专业术语 元字符/语法格式 正则表达式 正则表达式中的一部分(用于分析) 用于在其中搜索的字符串 对正则表达式或其中一部分的说明清除格式

什么是正则表达式？

在编写处理字符串的程序或网页时，经常会有查找符合某些复杂规则的字符串的需要。正则表达式就是用于描述这些规则的工具。换句话说，正则表达式就是记录文本规则的代码。

很可能你使用过Windows/Dos下用于文件查找的通配符(wildcard)，也就是*和?。如果你想查找某个目录下的所有的Word文档的话，你会搜索*.doc。在这里，*会被解释成任意的字符串。和通配符类似，正则表达式也是用来进行文本匹配的工具，只不过比起通配符，它能更精确地描述你的需求——当然，代价就是更复杂——比如你可以编写一个正则表达式，用来查找所有以0开头，后面跟着2-3个数字，然后是一个连字号"-"，最后是7或8位数字的字符串(像010-12345678或0376-7654321)。

正则表达式是用于进行文本匹配的工具，所以本文里多次提到了在字符串里搜索/查找，这种说法的意思是在给定的字符串中，寻找与给定的正则表达式相匹配的部分。有可能字符串里有不止一个部分满足给定的正则表达式，这时每一个这样的部分被称为一个匹配。匹配在本文里可能会有三种意思：一种是形容词性的，比如说一个字符串匹配一个表达式；一种是动词性的，比如说在字符串里匹配正则表达式；还有一种是名词性的，就是刚刚说到的"字符串中满足给定的正则表达式的一部分"。

入门

学习正则表达式的最好方法是从例子开始，理解例子之后再自己对例子进行修改，实验。下面给出了不少简单的例子，并对它们作了详细的说明。

假设你在一篇英文小说里查找hi，你可以使用正则正则表达式hi。

这是最简单的正则表达式了，它可以精确匹配这样的字符串：由两个字符组成，前一个字符是h,后一个是i。通常，处理正则表达式的工具会提供一个忽略大小写的选项，如果选中了这个选项，它可以匹配hi,HI,Hi,hI这四种情况中的任意一种。

不幸的是，很多单词里包含hi这两个连续的字符，比如him,history,high等等。用hi来查找的话，这里边的hi也会被找出来。如果要精确地查找hi这个单词的话，我们应该使用\bhi\b。

\b是正则表达式规定的一个特殊代码（好吧，某些人叫它元字符，metacharacter），代表着单词的开头或结尾，也就是单词的分界处。虽然通常英文的单词是由空格或标点符号或换行来分隔的，但是\b并不匹配这些单词分隔符中的任何一个，它只匹配一个位置。（如果需要更精确的说法，\b匹配这样的位置：它的前一个字符和后一个字符不全是\w）

假如你要找的是hi后面不远处跟着一个Lucy，你应该用\bhi\b.*\bLucy\b。

这里，.是另一个元字符，匹配除了换行符以外的任意字符。*同样是元字符，不过它代表的不是字符，也不是位置，而是数量--它指定*前边的内容可以连续重复出现任意次以使整个表达式得到匹配。因此，.*连在一起就意味着任意数量的不包含换行的字符。现在\bhi\b.*\bLucy\b的意思就很明显了：先是一个单词hi,然后是任意个任意字符(但不能是换行)，最后是Lucy这个单词。

如果同时使用其它的一些元字符，我们就能构造出功能更强大的正则表达式。比如下面这个例子：

0\d\d-\d\d\d\d\d\d\d\d匹配这样的字符串：以0开头，然后是两个数字，然后是一个连字号"-"，最后是8个数字(也就是中国的电话号码。当然，这个例子只能匹配区号为3位的情形)。

这里的\d是一个新的元字符，匹配任意的数字(0，或1，或2，或……)。-不是元字符，只匹配它本身——连字号。

为了避免那么多烦人的重复，我们也可以这样写这个表达式：0\d{2}-\d{8}

这里\d后面的{2}({8})的意思是前面\d必须连续重复匹配2次(8次)。

测试正则表达式

如果你不觉得正则表达式很难读写的话，要么你是一个天才，要么，你不是地球人。正则表达式的语法很令人头疼，即使对经常使用它的人来说也是如此。由于难于读写，容易出错，所以很有必要创建一种工具来测试正则表达式。

由于在不同的环境下正则表达式的一些细节是不相同的，本教程介绍的是Microsoft .Net 2.0下正则表达式的行为，所以，我向你介绍一个.Net下的工具Regex Tester。首先你确保已经安装了.Net Framework 2.0，然后下载Regex Tester，下载完后打开压缩包,直接运行RegexTester.exe。

下面是Regex Tester运行时的截图：

元字符

现在你已经知道几个很有用的元字符了，如\b,.,*，还有\d.当然还有更多的元字符，比如\s匹配任意的空白符，包括空格，制表符(Tab)，换行符，中文全角空格等。\w匹配字母或数字或下划线或汉字。

下面来试试更多的例子：

\ba\w*\b匹配以字母a开头的单词——先是某个单词开始处(\b)，然后是字母a,然后是任意数量的字母或数字(\w*)，最后是单词结束处(\b)（好吧，现在我们说说正则表达式里的单词是什么意思吧：就是几个连续的\w。不错，这与学习英文时要背的成千上万个同名的东西的确关系不大）。

\d+匹配1个或更多连续的数字。这里的+是和*类似的元字符，不同的是*匹配重复任意次(可能是0次)，而+则匹配重复1次或更多次。

\b\w{6}\b 匹配刚好6个字母/数字的单词。

表1.常用的元字符代码说明 . 匹配除换行符以外的任意字符 \w 匹配字母或数字或下划线或汉字 \s 匹配任意的空白符 \d 匹配数字 \b 匹配单词的开始或结束 ^ 匹配字符串的开始 $ 匹配字符串的结束

元字符^（和6在同一个键位上的符号）以及$和\b有点类似，都匹配一个位置。^匹配你要用来查找的字符串的开头，$匹配结尾。这两个代码在验证输入的内容时非常有用，比如一个网站如果要求你填写的QQ号必须为5位到12位数字时，可以使用：^\d{5,12}$。

这里的{5,12}和前面介绍过的{2}是类似的，只不过{2}匹配只能不多不少重复2次，{5,12}则是重复的次数不能少于5次，不能多于12次，否则都不匹配。

因为使用了^和$，所以输入的整个字符串都要用来和\d{5,12}来匹配，也就是说整个输入必须是5到12个数字，因此如果输入的QQ号能匹配这个正则表达式的话，那就符合要求了。

和忽略大小写的选项类似，有些正则表达式处理工具还有一个处理多行的选项。如果选中了这个选项，^和$的意义就变成了匹配行的开始处和结束处。

字符转义

如果你想查找元字符本身的话，比如你查找.,或者*,就出现了问题：你没法指定它们，因为它们会被解释成其它的意思。这时你就必须使用\来取消这些字符的特殊意义。因此，你应该使用\.和\*。当然，要查找\本身，你也得用\\.

例如：ment)来包含注释。例如：2[0-4]\d(?#200-249)|25[0-5](?#250-255)|[01]?\d\d?(?#0-199)。

要包含注释的话，最好是启用"忽略模式里的空白符"选项，这样在编写表达式时能任意的添加空格，Tab，换行，而实际使用时这些都将被忽略。启用这个选项后，在#后面到这一行结束的所有文本都将被当成注释忽略掉。

例如，我们可以前面的一个表达式写成这样：

(?<= # 查找前缀，但不包含它 <(\w+)> # 查找尖括号括起来的字母或数字(标签) ) # 前缀结束 .* # 匹配任意文本 (?= # 查找后缀，但不包含它 <\/\1> # 查找尖括号括起来的内容：前面是一个"/"，后面是先前捕获的标签 ) # 后缀结束

贪婪与懒惰

当正则表达式中包含能接受重复的限定符(指定数量的代码，例如*,{5,12}等)时，通常的行为是（在使整个表达式能得到匹配的前提下）匹配尽可能多的字符。考虑这个表达式：a.*b，它将会匹配最长的以a开始，以b结束的字符串。如果用它来搜索aabab的话，它会匹配整个字符串aabab。这被称为贪婪匹配。

有时，我们更需要懒惰匹配，也就是匹配尽可能少的字符。前面给出的限定符都可以被转化为懒惰匹配模式，只要在它后面加上一个问号?。这样.*?就意味着匹配任意数量的重复，但是在能使整个匹配成功的前提下使用最少的重复。现在看看懒惰版的例子吧：

a.*?b匹配最短的，以a开始，以b结束的字符串。如果把它应用于aabab的话，它会匹配aab和ab（为什么第一个匹配是aab而不是ab？简单地说，最先开始的区配最有最大的优先权——The Match That Begins Earliest Wins）。

表5.懒惰限定符 *? 重复任意次，但尽可能少重复 +? 重复1次或更多次，但尽可能少重复 ?? 重复0次或1次，但尽可能少重复 {n,m}? 重复n到m次，但尽可能少重复 {n,}? 重复n次以上，但尽可能少重复

处理选项

上面介绍了几个选项如忽略大小写，处理多行等，这些选项能用来改变处理正则表达式的方式。下面是.net中常用的正则表达式选项：

表6.常用的处理选项名称说明 IgnoreCase(忽略大小写) 匹配时不区分大小写。 Multiline(多行模式) 更改^和$的含义，使它们分别在任意一行的行首和行尾匹配，而不仅仅在整个字符串的开头和结尾匹配。 Singleline(单行模式) 更改.的含义，使它与每一个字符匹配（包括换行符\n）。 IgnorePatternWhitespace(忽略空白) 忽略表达式中的非转义空白并启用由#标记的注释。 RightToLeft(从右向左查找) 匹配从右向左而不是从左向右进行。 ExplicitCapture(显式捕获) 仅捕获已被显式命名的组。 ECMAScript(JavaScript兼容模式) 使表达式的行为与它在JavaScript里的行为一致。

一个经常被问到的问题是：是不是只能同时使用多行模式和单行模式中的一种？答案是：不是。这两个选项之间没有任何关系，除了它们的名字比较相似（以至于让人感到疑惑）以外。

平衡组/递归匹配

注意：这里介绍的平衡组语法是由.Net Framework支持的；其它语言／库不一定支持这种功能，或者支持此功能但需要使用不同的语法。

有时我们需要匹配像( 100 * ( 50 + 15 ) )这样的可嵌套的层次性结构，这时简单地使用$.+$则只会匹配到最左边的左括号和最右边的右括号之间的内容(这里我们讨论的是贪婪模式，懒惰模式也有下面的问题)。假如原来的字符串里的左括号和右括号出现的次数不相等，比如( 5 / ( 3 + 2 ) ) )，那我们的匹配结果里两者的个数也不会相等。有没有办法在这样的字符串里匹配到最长的，配对的括号之间的内容呢？

为了避免(和\(把你的大脑彻底搞糊涂，我们还是用尖括号代替圆括号吧。现在我们的问题变成了如何把xx <aa <bbb> <bbb> aa> yy这样的字符串里，最长的配对的尖括号内的内容捕获出来？

这里需要用到以下的语法构造：

(?'group') 把捕获的内容命名为group,并压入堆栈
(?'-group') 从堆栈上弹出最后压入堆栈的名为group的捕获内容，如果堆栈本来为空，则本分组的匹配失败
(?(group)yes|no) 如果堆栈上存在以名为group的捕获内容的话，继续匹配yes部分的表达式，否则继续匹配no部分
(?!) 零宽负向先行断言，由于没有后缀表达式，试图匹配总是失败

如果你不是一个程序员（或者你是一个对堆栈的概念不熟的程序员），你就这样理解上面的三种语法吧：第一个就是在黑板上写一个 "group"，第二个就是从黑板上擦掉一个"group"，第三个就是看黑板上写的还有没有"group"，如果有就继续匹配yes部分，否则就匹配 no部分。

我们需要做的是每碰到了左括号，就在黑板上写一个"group"，每碰到一个右括号，就擦掉一个，到了最后就看看黑板上还有没有－－如果有那就证明左括号比右括号多，那匹配就应该失败。

< #最外层的左括号 [^<>]* #最外层的左括号后面的不是括号的内容 ( ( (?'Open'<) #碰到了左括号，在黑板上写一个"Open" [^<>>]* #匹配左括号后面的不是括号的内容 )+ ( (?'-Open'>) #碰到了右括号，擦掉一个"Open" [^<>]* #匹配右括号后面不是括号的内容 )+ )* (?(Open)(?!)) #在遇到最外层的右括号前面，判断黑板上还有没有没擦掉的"Open"；如果还有，则匹配失败 > #最外层的右括号

还有些什么东西没提到

我已经描述了构造正则表达式的大量元素，还有一些我没有提到的东西。下面是未提到的元素的列表，包含语法和简单的说明。你可以在网上找到更详细的参考资料来学习它们--当你需要用到它们的时候。如果你安装了MSDN Library,你也可以在里面找到关于.net下正则表达式详细的文档。

表7.尚未详细讨论的语法 \a 报警字符(打印它的效果是电脑嘀一声) \b 通常是单词分界位置，但如果在字符类里使用代表退格 \t 制表符，Tab \r 回车 \v 竖向制表符 \f 换页符 \n 换行符 \e Escape \0nn ASCII代码中八进制代码为nn的字符 \xnn ASCII代码中十六进制代码为nn的字符 \unnnn Unicode代码中十六进制代码为nnnn的字符 \cN ASCII控制字符。比如\cC代表Ctrl+C \A 字符串开头(类似^，但不受处理多行选项的影响) \Z 字符串结尾或行尾(不受处理多行选项的影响) \z 字符串结尾(类似$，但不受处理多行选项的影响) \G 当前搜索的开头 \p{name} Unicode中命名为name的字符类，例如\p{IsGreek} (?>exp) 贪婪子表达式 (?<x>-<y>exp) 平衡组 (?im-nsx:exp) 在子表达式exp中改变处理选项 (?im-nsx) 为表达式后面的部分改变处理选项 (?(exp)yes|no) 把exp当作零宽正向先行断言，如果在这个位置能匹配，使用yes作为此组的表达式；否则使用no (?(exp)yes) 同上，只是使用空表达式作为no (?(name)yes|no) 如果命名为name的组捕获到了内容，使用yes作为表达式；否则使用no (?(name)yes) 同上，只是使用空表达式作为no

一些我认为你可能已经知道的术语的参考

字符

程序处理文字时最基本的单位，可能是字母，数字，标点符号，空格，换行符，汉字等等。

字符串

0个或更多个字符的序列。

文本

文字，字符串。

匹配

符合规则，检验是否符合规则，符合规则的部分。

网上的资源及本文参考文献

微软的正则表达式教程
Regex Class reference on MSDN
专业的正则表达式教学网站(英文)
关于.Net下的平衡组的详细讨论（英文）
Mastering Regular Expressions (Second Edition)

更新说明

2006-3-27 第一版

2006-10-12 第二版

修正了几个细节上的错误和不准确的地方
增加了对处理中文时的一些说明
更改了几个术语的翻译（采用了MSDN的翻译方式）
增加了平衡组的介绍
放弃了对The Regulator的介绍，改用Regex Tester

2007-3-12 V2.1

修正了几个小的错误
增加了对处理选项(RegexOptions)的介绍

Updated on: 2007-3-12

讨论，指教，请到deerchao的博客。

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