正则表达式(一)
(摘自《正则表达式之道》)
$:匹配行结束符。例如正则表达式weasel$ 能够匹配字符串"He's a weasel"的末尾,但是不能匹配字符串"They are a bunch of weasels."。
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^:匹配一行的开始。例如正则表达式^When in能够匹配字符串"When in the course of human events"的开始,但是不能匹配"What and When in the"。
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*:匹配0或多个正好在它之前的那个字符。例如正则表达式.*意味着能够匹配任意数量的任何字符。
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\:这是引用符,用来将这里列出的这些元字符当作普通的字符来进行匹配。例如正则表达式\$被用来匹配美元符号,而不是行尾,类似的,正则表达式\.用来匹配点字符,而不是任何字符的通配符。
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[ ] [c1-c2] [^c1-c2]:匹配括号中的任何一个字符。例如正则表达式r[aou]t匹配rat、rot和rut,但是不匹配ret。可以在括号中使用连字符-来指定字符的区间,例如正则表达式[0-9]可以匹配任何数字字符;还可以制定多个区间,例如正则表达式[A-Za-z]可以匹配任何大小写字母。另一个重要的用法是“排除”,要想匹配除了指定区间之外的字符——也就是所谓的补集——在左边的括号和第一个字符之间使用^字符,例如正则表达式[^269A-Z] 将匹配除了2、6、9和所有大写字母之外的任何字符。
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\< \>:匹配词(word)的开始(\<)和结束(\>)。例如正则表达式\<the能够匹配字符串"for the wise"中的"the",但是不能匹配字符串"otherwise"中的"the"。注意:这个元字符不是所有的软件都支持的。
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\( \):将 \( 和 \) 之间的表达式定义为“组”(group),并且将匹配这个表达式的字符保存到一个临时区域(一个正则表达式中最多可以保存9个),它们可以用 到 的符号来引用。
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|:将两个匹配条件进行逻辑“或”(Or)运算。例如正则表达式(him|her) 匹配"it belongs to him"和"it belongs to her",但是不能匹配"it belongs to them."。注意:这个元字符不是所有的软件都支持的。
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+:匹配1或多个正好在它之前的那个字符。例如正则表达式9+匹配9、99、99、9999、99999、……(一个或一个以上“9”)。注意:这个元字符不是所有的软件都支持的。
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?:匹配0或1个正好在它之前的那个字符。注意:这个元字符不是所有的软件都支持的。
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\{i\} \{i,j\}:匹配指定数目的字符,这些字符是在它之前的表达式定义的。例如正则表达式A[0-9]\{3\} 能够匹配字符"A"后面跟着正好3个数字字符的串,例如A123、A348等,但是不匹配A1234。而正则表达式[0-9]\{4,6\} 匹配连续的任意4个、5个或者6个数字字符。注意:这个元字符不是所有的软件都支持的.
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最简单的元字符是点(.),它能够匹配任何单个字符(注意不包括新行符)。假定有个文件test.txt包含以下几行内容:
he is a rat
he is in a rut
the food is Rotten
I like root beer
我们可以使用grep命令来测试我们的正则表达式,grep命令使用正则表达式去尝试匹配指定文件的每一行,并将至少有一处匹配表达式的所有行显示出来。命令
grep r.t test.txt
在test.txt文件中的每一行中搜索正则表达式r.t,并打印输出匹配的行。正则表达式r.t匹配一个r接着任何一个字符再接着一个t。所以它将匹配文件中的rat和rut,而不能匹配Rotten中的Rot,因为正则表达式是大小写敏感的。要想同时匹配大写和小写字母,应该使用字符区间元字符(方括号)。正则表达式[Rr]能够同时匹配R和r。所以,要想匹配一个大写或者小写的r接着任何一个字符再接着一个t就要使用这个表达式:[Rr].t。
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要想匹配行首的字符要使用抑扬字符(^)——又是也被叫做插入符。例如,想找到text.txt中行首"he"打头的行,你可能会先用简单表达式he,但是这会匹配第三行的the,所以要使用正则表达式^he,它只匹配在行首出现的h。
有时候指定“除了×××都匹配”会比较容易达到目的,当抑扬字符(^)出现在方括号中是,它表示“排除”,例如要匹配he ,但是排除前面是t or s的情况(也就是the和she),可以使用:[^st]he。
可以使用方括号来指定多个字符区间。例如正则表达式[A-Za-z]匹配任何字母,包括大写和小写的;正则表达式[A-Za-z][A-Za-z]* 匹配一个字母后面接着0或者多个字母(大写或者小写)。当然我们也可以用元字符+做到同样的事情,也就是:[A-Za-z]+ ,和[A-Za-z][A-Za-z]*完全等价。但是要注意元字符+ 并不是所有支持正则表达式的程序都支持的。关于这一点可以参考后面的正则表达式语法支持情况。
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要指定特定数量的匹配,要使用大括号(注意必须使用反斜杠来转义)。想匹配所有100和1000的实例而排除10和10000,可以使用:10\{2,3\},这个正则表达式匹配数字1后面跟着2或者3个0的模式。在这个元字符的使用中一个有用的变化是忽略第二个数字,例如正则表达式0\{3,\} 将匹配至少3个连续的0。
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简单的例子
这里有一些有代表性的、比较简单的例子。
vi 命令 作用
:%s/ */ /g 把一个或者多个空格替换为一个空格。
:%s/ *$// 去掉行尾的所有空格。
:%s/^/ / 在每一行头上加入一个空格。
:%s/^[0-9][0-9]* // 去掉行首的所有数字字符。
:%s/b[aeio]g/bug/g 将所有的bag、beg、big和bog改为bug。
:%s/t\([aou]\)g/h$t/g 将所有tag、tog和tug分别改为hat、hot和hug(注意用group的用法和使用引用前面被匹配的字符)。
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中级的例子(神奇的咒语)
例1
将所有方法foo(a,b,c)的实例改为foo(b,a,c)。这里a、b和c可以是任何提供给方法foo()的参数。也就是说我们要实现这样的转换:
之前 之后
foo(10,7,2) foo(7,10,2)
foo(x+13,y-2,10) foo(y-2,x+13,10)
foo( bar(8), x+y+z, 5) foo( x+y+z, bar(8), 5)
下面这条替换命令能够实现这一魔法:
:%s/foo(\([^,]*\),\([^,]*\),\([^)]*\))/foo($2,$1,$3)/g
现在让我们把它打散来加以分析。写出这个表达式的基本思路是找出foo()和它的括号中的三个参数的位置。第一个参数是用这个表达式来识别的::\([^,]*\),我们可以从里向外来分析它:
[^,] 除了逗号之外的任何字符
[^,]* 0或者多个非逗号字符
\([^,]*\) 将这些非逗号字符标记为,这样可以在之后的替换模式表达式中引用它
\([^,]*\), 我们必须找到0或者多个非逗号字符后面跟着一个逗号,并且非逗号字符那部分要标记出来以备后用。
现在正是指出一个使用正则表达式常见错误的最佳时机。为什么我们要使用[^,]*这样的一个表达式,而不是更加简单直接的写法,例如:.*,来匹配第一个参数呢?设想我们使用模式.*来匹配字符串"10,7,2",它应该匹配"10,"还是"10,7,"?为了解决这个两义性(ambiguity),正则表达式规定一律按照最长的串来,在上面的例子中就是"10,7,",显然这样就找出了两个参数而不是我们期望的一个。所以,我们要使用[^,]*来强制取出第一个逗号之前的部分。
这个表达式我们已经分析到了:foo(\([^,]*\),这一段可以简单的翻译为“当你找到foo(就把其后直到第一个逗号之前的部分标记为”。然后我们使用同样的办法标记第二个参数为。对第三个参数的标记方法也是一样,只是我们要搜索所有的字符直到右括号。我们并没有必要去搜索第三个参数,因为我们不需要调整它的位置,但是这样的模式能够保证我们只去替换那些有三个参数的foo()方法调用,在foo()是一个重载(overoading)方法时这种明确的模式往往是比较保险的。然后,在替换部分,我们找到foo()的对应实例,然后利用标记好的部分进行替换,是的第一和第二个参数交换位置。
例2
假设有一个CSV(comma separated value)文件,里面有一些我们需要的信息,但是格式却有问题,目前数据的列顺序是:姓名,公司名,州名缩写,邮政编码,现在我们希望讲这些数据重新组织,以便在我们的某个软件中使用,需要的格式为:姓名,州名缩写-邮政编码,公司名。也就是说,我们要调整列顺序,还要合并两个列来构成一个新列。另外,我们的软件不能接受逗号前后面有任何空格(包括空格和制表符)所以我们还必须要去掉逗号前后的所有空格。
这里有几行我们现在的数据:
Bill Jones, HI-TEK Corporation , CA, 95011
Sharon Lee Smith, Design Works Incorporated, CA, 95012
B. Amos , Hill Street Cafe, CA, 95013
Alexander Weatherworth, The Crafts Store, CA, 95014
...
我们希望把它变成这个样子:
Bill Jones,CA 95011,HI-TEK Corporation
Sharon Lee Smith,CA 95012,Design Works Incorporated
B. Amos,CA 95013,Hill Street Cafe
Alexander Weatherworth,CA 95014,The Crafts Store
...
我们将用两个正则表达式来解决这个问题。第一个移动列和合并列,第二个用来去掉空格。
下面就是第一个替换命令:
:%s/\([^,]*\),\([^,]*\),\([^,]*\),\(.*\)/, ,/
这里的方法跟例1基本一样,第一个列(姓名)用这个表达式来匹配:\([^,]*\),即第一个逗号之前的所有字符,而姓名内容被用标记下来。公司名和州名缩写字段用同样的方法标记为和,而最后一个字段用\(.*\)来匹配("匹配所有字符直到行末")。替换部分则引用上面标记的那些内容来进行构造。
下面这个替换命令则用来去除空格:
:%s/[ \t]*,[ \t]*/,/g
我们还是分解来看:[ \t]匹配空格/制表符,[ \t]* 匹配0或多个空格/制表符,[ \t]*,匹配0或多个空格/制表符后面再加一个逗号,最后,[ \t]*,[ \t]*匹配0或多个空格/制表符接着一个逗号再接着0或多个空格/制表符。在替换部分,我们简单的我们找到的所有东西替换成一个逗号。这里我们使用了结尾的可选的g参数,这表示在每行中对所有匹配的串执行替换(而不是缺省的只替换第一个匹配串)。
例3
假设有一个多字符的片断重复出现,例如:
Billy tried really hard
Sally tried really really hard
Timmy tried really really really hard
Johnny tried really really really really hard
而你想把"really"、"really really",以及任意数量连续出现的"really"字符串换成一个简单的"very"(simple is good!),那么以下命令:
:%s/\(really \)\(really \)*/very /
就会把上述的文本变成:
Billy tried very hard
Sally tried very hard
Timmy tried very hard
Johnny tried very hard
表达式\(really \)*匹配0或多个连续的"really "(注意结尾有个空格),而\(really \)\(really \)* 匹配1个或多个连续的"really "实例。
困难的例子(不可思议的象形文字)
Coming soon.
不同工具中的正则表达式
OK,你已经准备使用RE(regular expressions,正则表达式),但是你并准备使用vi。所以,在这里我们给出一些在其他工具中使用RE的例子。另外,我还会总结一下你在不同程序之间使用RE可能发现的区别。
当然,你也可以在Visual C++编辑器中使用RE。选择Edit->Replace,然后选择"Regular expression"选择框,Find What输入框对应上面介绍的vi命令:%s/pat1/pat2/g中的pat1部分,而Replace输入框对应pat2部分。但是,为了得到vi的执行范围和g选项,你要使用Replace All或者适当的手工Find Next and Replace(译者按:知道为啥有人骂微软弱智了吧,虽然VC中可以选中一个范围的文本,然后在其中执行替换,但是总之不够vi那么灵活和典雅)。