正则表达式

一、正则表达式-教程

概念：规定一些特殊语法表示字符类、数量限定符和位置关系，然后用这些特殊语法和普通字符一起表示一个模式
正则表达式（Regular Expression）（模糊匹配）是一种文本模式，包括普通字符（eg：a/A-z/Z,0-9）和特殊字符（称为“元字符”）
1. 正则表达式使用单个字符串来描述、匹配一系列某个句法规则的字符串。
2. 正则表达式是繁琐的，但是是他又很强大，学会之后很大程度上提高了你的效率。
3. 许多程序的设计都支持正则表达式（eg：C语言 ，C++，HTML等等）

实例

二、正则表达式-简介

eg：

^[0-9]+abc$//^为匹配输入的字符串的开始位置//[0-9]+表示匹配一个或多个[0-9]这个里面的一个数字，//abc$表示匹配字母abc结尾，$为匹配输入字符串的结尾位置

为什么使用正则表达式？

通过使用正则表达式，可以：
1. 测试字符串内的模式。
例如，可以测试输入字符串，以查看字符串内是否出现电话号码模式或信用卡号码模式。这称为数据验证。
2.替换文本。
可以使用正则表达式来识别文档中的特定文本，完全删除该文本或者用其他文本替换它。
3. 基于模式匹配从字符串中提取子字符串。
可以查找文档内或输入域内特定的文本。
例如，您可能需要搜索整个网站，删除过时的材料，以及替换某些 HTML 格式标记。在这种情况下，可以使用正则表达式来确定在每个文件中是否出现该材料或该 HTML 格式标记。此过程将受影响的文件列表缩小到包含需要删除或更改的材料的那些文件。然后可以使用正则表达式来删除过时的材料。最后，可以使用正则表达式来搜索和替换标记。

应用领域

目前，正则表达式已经在很多软件中得到广泛的应用，包括 *nix（Linux, Unix等）、HP 等操作系统，PHP、C#、Java 等开发环境，以及很多的应用软件中，都可以看到正则表达式的影子。

三、正则表达式-语法

正则表达式描述了一种字符串匹配的模式（pattern），可以用来检查一个串是否含有某种自串、将匹配的子串替换或者从某个串中取出符合某个条件的子串等。

例如：1.runoo+b，可以匹配 runoob、runooob、runoooooob 等，+ 号代表前面的字符必须至少出现一次（1次或多次）。2.runoo*b，可以匹配 runob、runoob、runoooooob 等，* 号代表字符可以不出现，也可以出现一次或者多次（0次、或1次、或多次）。3.colou?r 可以匹配 color 或者 colour，? 问号代表前面的字符最多只可以出现一次（0次、或1次）。

构造正则表达式的方法和创建数学表达式的方法一样。也就是用多种元字符与运算符可以将小的表达式结合在一起来创建更大的表达式。正则表达式的组件可以是单个的字符、字符集合、字符范围、字符间的选择或者所有这些组件的任意组合。
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。模式描述在搜索文本时要匹配的一个或多个字符串。正则表达式作为一个模板，将某个字符模式与所搜索的字符串进行匹配。

普通字符:

普通字符包括没有显式指定为元字符的所有可打印和不可打印字符。这包括所有大写和小写字母、所有数字、所有标点符号和一些其他符号。

非打印字符:

非打印字符也可以是正则表达式的组成部分。下表列出了表示非打印字符的转义序列：

特殊字符

所谓特殊字符，就是一些有特殊含义的字符，如上面说的 runoo*b 中的 ，简单的说就是表示任何字符串的意思。如果要查找字符串中的 符号，则需要对 * 进行转义，即在其前加一个 : runo*ob 匹配 runo*ob。
许多元字符要求在试图匹配它们时特别对待。若要匹配这些特殊字符，必须首先使字符”转义”，即，将反斜杠字符\ 放在它们前面。下表列出了正则表达式中的特殊字符：

限定符

限定符用来指定正则表达式的一个给定组件必须要出现多少次才能满足匹配。有 * 或 + 或 ? 或 {n} 或 {n,} 或 {n,m} 共6种。
正则表达式的限定符有：

由于章节编号在大的输入文档中会很可能超过九，所以您需要一种方式来处理两位或三位章节编号。限定符给您这种能力。下面的正则表达式匹配编号为任何位数的章节标题：
/Chapter [1-9][0-9]*/
请注意，限定符出现在范围表达式之后。因此，它应用于整个范围表达式，在本例中，只指定从 0 到 9 的数字（包括 0 和 9）。
这里不使用 + 限定符，因为在第二个位置或后面的位置不一定需要有一个数字。也不使用？字符，因为它将章节编号限制到只有两位数。您需要至少匹配 Chapter 和空格字符后面的一个数字。
如果您知道章节编号被限制为只有 99 章，可以使用下面的表达式来至少指定一位但至多两位数字。
/Chapter [0-9]{1,2}/
上面的表达式的缺点是，大于 99 的章节编号仍只匹配开头两位数字。另一个缺点是 Chapter 0 也将匹配。只匹配两位数字的更好的表达式如下：
/Chapter [1-9][0-9]?/或
/Chapter [1-9][0-9]{0,1}/
*、+和?限定符都是贪婪的，因为它们会尽可能多的匹配文字，只有在它们的后面加上一个?就可以实现非贪婪或最小匹配。
贪婪：下面的表达式匹配从开始小于符号 (<) 到关闭 H1 标记的大于符号 (>) 之间的所有内容。
/<.*>/
非贪婪：如果您只需要匹配开始和介绍 H1 标记，下面的非贪婪表达式只匹配

定位符

定位符使您能够将正则表达式固定到行首或行尾。它们还使您能够创建这样的正则表达式，这些正则表达式出现在一个单词内、在一个单词的开头或者一个单词的结尾。
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，span class=”marked”>\b 描述单词的前或后边界，span class=”marked”>\B 表示非单词边界。
正则表达式的限定符有：

注意：不能将限定符与定位点一起使用。由于在紧靠换行或者字边界的前面或后面不能有一个以上位置，因此不允许诸如 ^* 之类的表达式。
若要匹配一行文本开始处的文本，请在正则表达式的开始使用 ^ 字符。不要将 ^ 的这种用法与中括号表达式内的用法混淆。
若要匹配一行文本的结束处的文本，请在正则表达式的结束处使用 $ 字符。

选择

用圆括号将所有选择项括起来，相邻的选择项之间用|分隔。但用圆括号会有一个副作用，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副作用。
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。

反向引用

对一个正则表达式模式或部分模式两边添加圆括号将导致相关匹配存储到一个临时缓冲区中，所捕获的每个子匹配都按照在正则表达式模式中从左到右出现的顺序存储。缓冲区编号从 1 开始，最多可存储 99 个捕获的子表达式。每个缓冲区都可以使用 \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。
可以使用非捕获元字符 ?:、?= 或 ?! 来重写捕获，忽略对相关匹配的保存。
反向引用的最简单的、最有用的应用之一，是提供查找文本中两个相同的相邻单词的匹配项的能力。以下面的句子为例：
Is is the cost of of gasoline going up up?
上面的句子很显然有多个重复的单词。如果能设计一种方法定位该句子，而不必查找每个单词的重复出现，那该有多好。下面的正则表达式使用单个子表达式来实现这一点：

四、正则表达式-元字符

下表包含了元字符的完整列表以及它们在正则表达式上下文中的行为：

五、正则表达式-运算符优先级

正则表达式从左到右进行计算，并遵循优先级顺序，这与算术表达式非常类似。
相同优先级的从左到右进行运算，不同优先级的运算先高后低。下表从最高到最低说明了各种正则表达式运算符的优先级顺序：

六、正则表达式-匹配规则

基本匹配规则

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。模式可以很简单，由普通的字符串组成，也可以非常复杂，往往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^符号表示开头一样，$符号用来匹配那些以给定模式结尾的字符串。
bucket$
这个模式与”Who kept all of this cash in a bucket”匹配，与”buckets”不匹配。字符^和$同时使用时，表示精确匹配（字符串与模式一样）。例如：
^bucket$
只匹配字符串”bucket”。如果一个模式不包括^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 NewYorkWho 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，他们表示该字母本身，数字也是一样的。其他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。所有的转义序列都用反斜杠()打头。制表符的转义序列是：\t。所以如果我们要检测一个字符串是否以制表符开头，可以用这个模式：
^\t
类似的，用\n表示”新行”，\r表示回车。其他的特殊符号，可以用在前面加上反斜杠，如反斜杠本身用\表示，句号.用.表示，以此类推。

字符簇

在INTERNET的程序中，正规表达式通常用来验证用户的输入。当用户提交一个FORM以后，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。
所以要用一种更自由的描述我们要的模式的办法，它就是字符簇。要建立一个表示所有元音字符的字符簇，就把所有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。用连字号可以表示一个字符的范围，如：

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

同样的，这些也只表示一个字符，这是一个非常重要的。如果要匹配一个由一个小写字母和一位数字组成的字符串，比如”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]代表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，但它还有另外一个含义。当在一组方括号里使用^是，它表示”非”或”排除”的意思，常常用来剔除某个字符。还用前面的例子，我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] //除了小写字母以外的所有字符 [^\\\/\^] //除了(\)(/)(^)之外的所有字符 [^\"\'] //除了双引号(")和单引号(')之外的所有字符

特殊字符”.” (点，句号)在正则表达式中用来表示除了”新行”之外的所有字符。所以模式”^.5$”与任何两个字符的、以数字5结尾和以其他非”新行”字符开头的字符串匹配。模式”.”可以匹配任何字符串，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，列表如下：

确定重复出现

到现在为止，你已经知道如何去匹配一个字母或数字，但更多的情况下，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({})用来确定前面的内容的重复出现的次数。

这些例子描述了花括号的三种不同的用法。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 ；两个数字用逗号分隔的数字 {x,y} 表示 前面的内容至少出现x次，但不超过y次。我们可以把模式扩展到更多的单词或数字：

^[a-zA-Z0-9_]{1,}$      // 所有包含一个以上的字母、数字或下划线的字符串 ^[1-9][0-9]{0,}$        // 所有的正整数 ^\-{0,1}[0-9]{1,}$      // 所有的整数 ^[-]?[0-9]+\.?[0-9]+$   // 所有的浮点数

最后一个例子不太好理解，是吗？这么看吧：以一个可选的负号 ([-]?) 开头 (^)、跟着1个或更多的数字([0-9]+)、和一个小数点(.)再跟上1个或多个数字([0-9]+)，并且后面没有其他任何东西($)。下面你将知道能够使用的更为简单的方法。
特殊字符 ? 与 {0,1} 是相等的，它们都代表着： 0个或1个前面的内容 或 前面的内容是可选的 。所以刚才的例子可以简化为：
^-?[0-9]{1,}.?[0-9]{1,}$
特殊字符 * 与 {0,} 是相等的，它们都代表着 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 ，所以上面的4个例子可以写成：

^[a-zA-Z0-9_]+$      // 所有包含一个以上的字母、数字或下划线的字符串 ^[1-9][0-9]*$        // 所有的正整数 ^\-?[0-9]+$          // 所有的整数 ^\-?[0-9]+\.?[0-9]*$ // 所有的浮点数

当然这并不能从技术上降低正规表达式的复杂性，但可以使它们更容易阅读。