Python中正则表达式讲解

正则表达式是匹配字符串的强大武器，它的核心思想是给字符串定义规则，凡是符合规则的字符串就是匹配了，否则就是不合法的。在介绍Python的用法之前，我们先讲解一下正则表达式的规则，然后再介绍在Python中如何运用。

如果直接给出字符，那么就是精确的匹配，例如‘abc’当然是匹配’abc’了。

• \d可以匹配数字(0-9)
• \D和\d相反，就是说只要不是0-9，都可以匹配
• \w可以匹配字母或者数字(0-9|a-z|A-Z)
• \W和\w相反，就是说只要不是字母和数字，都可以匹配
• \s可以匹配空格，\n,\t,\r,\f
• \S和\s相反
• . 可以匹配除了\n以外的任意字符

第一步先说这些内容，Python提供re模块，包含所有正则表达式的功能，看下面的程序演示：

#如何判断正则表达式是否匹配，使用re.match()
import re
a=re.match('\d','1')
b=re.match('\d','s')
print(a)
print(b)

输出：
<_sre.SRE_Match object at 0x000000000065A510>
None

这里说一下，如果match()方法匹配的话，返回一个Match对象，否则返回None

为了方便观察程序运行结果，我们使用if判断来输出结果，下面再看一个例子

import re
def is_match(a):
    if a!=None:
        print('yes！')
    else:
        print('no！')
a=re.match('\d','123abc')
b=re.match('\d\d','123abc')
c=re.match('\d\d\d','123abc')
d=re.match('\d\d\d\d','123abc')
is_match(a)
is_match(b)
is_match(c)
is_match(d)

输出：
yes！
yes！
yes！
no！

现在来讲解上面的代码，我们知道\d可以匹配一个0-9的数字，所以re.match(‘\d’,’123abc’)中的\d匹配的是字符串‘123abc’中的1，至于后面的’23abc’不用管它。一个\d我只用匹配一个数字就可以了。re.match(‘\d\d’,’123abc’)中的两个\d分别匹配的是字符串’123abc’中的‘1’和‘2’，后面的‘3abc’不用管。re.match(‘\d\d\d\d’,’123abc’)中前3个\d分别匹配的是‘1’，‘2’，‘3’,当第4个\d去匹配‘a’的时候发现不能匹配，所以最后一个不能匹配上，输出None。再看几个例子体会下吧

为了减少代码量，下面的代码我会直接写主要的代码部分,输出结果用注释代替

a=re.match('\w','123abc') #yes
b=re.match('\w','abc123') #yes
c=re.match('\w','Abc123') #yes

a=re.match('.','abc') #yes
b=re.match('.','Abc') #yes
c=re.match('.','12bc') #yes
d=re.match('.','*2bc') #yes
e=re.match('.','\n2bc') #no

如果我们要匹配变长的字符，可以在\d,\w,\s, . 的后面使用下面的符号

* 表示任意个字符（包括0个）

+表示至少一个字符

?表示0个或1个字符

{n}表示n个字符

{n,m}表示n-m个字符

a=re.match('\d*','123') #yes
# *表示任意个字符，包括0个，所以\d*可以匹配0个数字，所以match('\d*','abc')可以匹配
b=re.match('\d*','abc') #yes
c=re.match('\d+','1abc') #yes
# +表示至少1个字符，\d+表示至少1个数字，所以匹配不成功
d=re.match('\d+','abc') #no

a=re.match('\d?','123') #yes
b=re.match('\d?','abc') #yes
c=re.match('\d{3}','1234') #yes
#\d{3}代表3个数字，而'12'只有2个，所以不匹配
d=re.match('\d{3}','12') #no
#'12abc'前3个'12a'不全是数字
e=re.match('\d{3}','12abc') #no

a=re.match('\d{0,3}','abc') #yes
b=re.match('\d{0,3}','12abc') #yes
c=re.match('\d{0,3}','1234bc') #yes

还有更加精确的匹配，用[ ]表示范围，例如：

[0-9]匹配1个数字,和\d一样

[a-z]匹配1个小写字母

[A-Z]匹配1个大写字母

\ _匹配下划线

[0-9a-zA-Z]可以匹配1个数字或者字母，等价于\w

[0-9a-zA-Z\ _]可以匹配1个数字或者字母或者下划线，一般是变量的命名规则

[0-9] | [a-z]匹配1个数字或者小写字母，使用的是 | 符号

^表示以什么开头，例如^[0-9]就是以数字开头

$表示以什么结尾

a1=re.match('[0-9]','123') #yes
a2=re.match('[a-z]','abc') #yes
a3=re.match('[A-Z]','Abc') #yes
a4=re.match('[0-9a-zA-Z]','Abc') #yes
b1=re.match('[0-9a-zA-Z]','12bc') #yes
b2=re.match('[0-9a-zA-Z]','abc') #yes
b3=re.match('[0-9a-zA-Z]','张康abc') #no
b4=re.match('[0-9a-zA-Z\_]','_abc') #yes

a=re.match('^[0-9a-zA-Z\_][0-9]','a1bc') #yes
b=re.match('^[0-9a-zA-Z\_][a-z]','Abc') #yes
c=re.match('^[0-9a-zA-Z\_][A-Z]','1Bbc') #yes
d=re.match('^[0-9a-zA-Z\_][0-9]','1abc') #no
e=re.match('^[0-9a-zA-Z\_]','_1bc') #yes

a=re.match('^[0-9a-z]+[A-Z]$','1234A') #yes
b=re.match('^[0-9a-z]+[A-Z]$','1234a') #no

正则表达式还可以用来切分字符串（切分字符串）

import re
a=re.split('\s+','a  b c')
print(a)

输出:
['a', 'b', 'c']

关于字符串中的split()函数，不明白的请参考我的另一篇博文。上面的代码的意思是以空格为切分符，把字符串分成n段，并以list的形式返回。

如果还想把逗号加进去，让空格和逗号都变成分隔符，看下面的代码：

import re
a=re.split('[\s\,]+','a  b c     ,d,f    e')
print(a)

输出：
['a', 'b', 'c', 'd', 'f', 'e']

正则表达式还可以用来提取子串（分组）

用( )表示的就是要提取的分组（Group），把想要提取的子串在正则表达式中用( )括起来，例如我要提取带区号的固定电话号的每一部分，看代码演示：

import re
a=re.match('(\d{4})\-(\d{7})','0370-5163700')
g0=a.group(0)
g1=a.group(1)
g2=a.group(2)
print(g0)
print(g1)
print(g2)

输出：
0370-5163700
0370
5163700

\d{4}匹配的是0370，因为我要提取它，所以用()括起来，代表一个分组

\ - 匹配的是 - ，因为这里 - 是特殊字符，需要转义，就像下划线需要转义\ _，这里我不需要提取这个 - ，所以不用加括号。

\d{7}匹配的是5163700，这是需要提取的第二个分组，所以需要括起来。

还有一点需要注意，无论什么时候，group(0)提取的都是原来的字符串，你要提取的分组从group(1)开始。

正则表达式的贪婪匹配

正则表达式匹配默认是贪婪匹配，也就是匹配尽可能多的字符，看个例子吧！

import re
a=re.match('^(\d+)(1*)$','12345611111')
print('第一组:'+a.group(1))
print('第二组:'+a.group(2))

输出：
第一组:12345611111
第二组:

按照正常的理解\d+应该匹配123456，1*匹配11111，但是由于正则表达式是默认贪婪匹配，\d+匹配了全部数字。怎么才能不让它贪婪匹配呢，很简单，在后面加个问号?就可以了

import re
a=re.match('^(\d+?)(1*)$','12345611111')
print('第一组:'+a.group(1))
print('第二组:'+a.group(2))

输出:
第一组:123456
第二组:11111

编译

在Python中使用正则表达式时，re模块内部会干两件事情：

1. 编译正则表达式，如果正则表达式的字符串本身不合法，会报错；
2. 用编译后的正则表达式去匹配字符串。

在编写网站的时候，有可能我们会对用户注册时输入的用户名或者邮箱等进行正则验证，那么一个正则表达式可能会匹配成千上万个用户名或者邮箱，每次都需要先编译后匹配，那么效率显得很低。那么为了提高效率，我们可以先编译正则表达式，只需要编译一次，然后用的时候再匹配。

import re
#由字母或者下划线开头，由数字，字母，下划线组成长度为6-20的字符串
re_c=re.compile('^[a-zA-Z\_][\w\_]{5,19}$')
print(re_c.match('a123456789a123456789'))

输出:
<_sre.SRE_Match object at 0x000000000065A510>

编译后生成Regular Expression对象，由于该对象自己包含了正则表达式，所以调用对应的方法时不用再次给出正则串。

以上的内容只是正则表达式的九牛一毛，关于其他的正则表达式用法请读者自己查阅，如读者发现错误，欢迎指正。