第3章：正则表达式
第3章：正则表达式
3.1、什么是POSIX?
POSIX表示可移植操作系统接口（Portable Operating System Interface of UNIX，缩写为 POSIX ），POSIX标准定义了操作系统应该为应用程序提供的接口标准，是IEEE为要在各种UNIX操作系统上运行的软件而定义的一系列API标准的总称，其正式称呼为IEEE 1003，而国际标准名称为ISO/IEC 9945
3.2、什么是正则表达式？
正则表达式是一种表示方式，可以查找匹配特定准则的文本。正则表达式由两个基本组成部分所建立，一般字符与特殊字符。
3.3、POSIX规范哪几类正则表达式？
传统上，POSIX规范定义了两种正则表达式语法，即：基本型正则表达式(BRE)和扩展型正则表达式(ERE)。大多数linux程序至少要符合BRE规范。linux中，不同的程序支持的正则表达式(RegExp)也不同，如grep、vi、sed只支持BRE。而egrep、awk则支持ERE。
3.4、BRE和ERE区别是什么？
现在的BRE和ERE在功能上并没有什么区别，主要区别在于特殊字符(元字符)的转义上。
3.5、BRE和ERE定义的meta字符 (元字符又叫特殊字符)，如下表格所示：
标注：例如grep只支持BRE，如果grep使用ERE需要加 –E 选项，即 grep –E
3.6、表达式单引号’ ’ 和双引号 “ ” 区别？
1、单引号''是全引用，被单引号括起的内容不管是常量还是变量者不会发生替换。
2、双引号""是部分引用，被双引号括起的内容常量还是常量，变量则会发生替换，替换成变量内容。
3、一般常量用单引号''括起，如果含有变量则用双引号""括起。
4、单引号与双引号的最大不同在于双引号仍然可以保有变数的内容，但单引号内仅能是一般元字符 ，而不会有特殊符号。
5、” ”号里面遇到$，\等特殊字符会进行相应的变量替换。
6、’ ’号里面的所有字符都保持原样。
7、对于字符串，两者相同匹配模式也大致相同，但有一些区别非常容易混淆，看以下举例。
grep "$a" file #引用变量a,查找变量a的值
grep '$a' file #查找“$a”字符串
grep "\\" file #grep: Trailing backslash（不知原因）
grep '\\' file #查找‘\’字符
3.7、简单正则表达式匹配范例
标注：以grep命令举例，grep是以行为单位输出内容。
1、 . 元字符举例，输出匹配任意一个字条。
[root@cloucentos6 home]# cat test
abc
a1a2a3
akcd
[root@cloucentos6 home]# grep 'a.c' test
abc
akcd
2、 * 元字符举例，输出匹配0次或多次前面的单个字符。
[root@cloucentos6 home]# cat test
abc
ac
abbbc
aQc
AQQC
[root@cloucentos6 home]# grep 'ab*c' test
abc
ac
abbbc
3、 ^ 元字符举例，输出匹配以a开头的行。
[root@cloucentos6 home]# cat test
a1
b2
c3
[root@cloucentos6 home]# grep '^a' test
a1
4、 $ 元字符举例，输出匹配以3结尾的行。
[root@cloucentos6 home]# cat test
a1
b2
c3
a1b2c3d4
[root@cloucentos6 home]# grep '3$' test
c3
5、 [ ] 元字符举例，输出匹配 [a-c]字符集里的a到c的字母。
[root@cloucentos6 home]# cat test
yau
ybu
ycu
yeu
yfu
[root@cloucentos6 home]# grep 'y[a-c]u' test
yau
ybu
ycu
6、 [^ ] 元字符举例，输出不匹配 [a-c]字符集里的a到c的字母。
[root@cloucentos6 home]# cat test
yau
ybu
ycu
yeu
yfu
[root@cloucentos6 home]# grep 'y[^a-c]u' test
yeu
yfu
7、x\{m\} x\{m,\} x\{m,n\} 元字符举例，b为重复字符，m和n为次数。
[root@cloucentos6 home]# cat test
abc
abbc
abbbc
abbbbc
[root@cloucentos6 home]# grep a'b\{2\}'c test
abbc
[root@cloucentos6 home]# grep a'b\{2,\}'c test
abbc
abbbc
abbbbc
[root@cloucentos6 home]# grep a'b\{2,3\}'c test
abbc
abbbc
8、( ) 和 | 配合使用，输出匹配good和glad两个单词的行。
[root@cloucentos6 home]# cat test
good
glad
gffd
[root@cloucentos6 home]# grep -E g'(oo|la)'d test
good
glad
3.8、POSIX标准方括号表达式
为配合非英语的环境，POSIX标准强化其字符集范围的能力(例如 [a-z])，以匹配是非英文字母字符。早先在看到的范围表达式在UNIX里通常称为字符集，在POSIX标准下叫做方括号表达式，在方括号表达式里，除了字面上的字符(例如 z , ; 等等)之外，另有额外组成的部分：
1、 字符集
以 [:与:] 将关键字组合括起来的POSIX字符集，关键字描述各种不同的字符集，如下表所示：
2、 排序符号
排序符号指的是将多字符序列视为一个单位，它使用 [.与.] 将字符组合括起来，排序符号 在系统所使用的特定locale上各有其定义。
3、 等价字符集
等价字符集列出的是应视为等值的一组字符，例如e与é。它由取自于locale的名字元素组成，以 [=与=] 括住。
3.9、基本正则表达式
3.9.1、匹配单个字符
最先开始匹配单个字符，可采用集中方式做到：以一般字符、以转义的meta字符，以.(点号)meta字符或是用方括号表达式：
(1)、一般字符
包括所有的文字和数字字符、绝大多数的空白字符以及标点符号字符。表达式a匹配于字符a。一般字符所表示的就是它们自己，且这种用法应是最直接且易于理解的。所以， shell匹配于shell，worD匹配于worD，但不匹配于word。
(2)、meta字符(特殊字符)
若meta字符(特殊字符)不能表示它们自己，使用meta字符表示它们自己需要使用转义字符进行转义（转义字符 \ 反斜杠），例如 \+ 匹配于 + 加号， \ * 匹配于 * 星号。(如果一般字符前，例如 \a，则POSIX标准保留此行为模式为未定义状态，通常这种情况下反斜杠会被忽略)
(3)、 . (点号)
. (点号)字符表示”任意一个字符”。因此，a.c匹配于abc、aac、aqc等。单个点号用以表示自己的情况很少，一般会与其它的meta字符搭配使用，这一结合允许匹配多个字符。
(4)、括号表达式
最简单的方括号表达式是直接将字符列表放在方括号里，例如 [abced] 表示方括号里的所有的小写字母。举例来说，c[aoe]t匹配于cat、cot、cet，但不匹配于cbt等。
知识点1：
方括号表达式里，^放在方括号的字首表示是取反的意思，例如c[^aoe]t不匹配于cat、cot、cet以外的都匹配。
知识点2：
方括号表达式简单匹配所有字母或数字表示方法，例如 [0-9] 表示数字0到9，[az]表示字母a和z，[a-z]表示字母a到z， [0-9a-zA-Z]表示数字0-9和大小写字母a-z
知识点3：
正则表达式[ab[.ch.]de]匹配于a、b、d、e或者是成对ch，但不匹配于单独的c或h。
知识点4：
正则表达式[a[=e=]cd]等同于[aecd]或者[aécd]等。
知识点5：
字符集[:lower:]这样的正则表达式匹配于l、o、w、e、r以及: ，表示所有小写字母正常的写法应为 [[:lower:]]
3.9.2、单个表达式匹配多个字符
匹配多个字符最简单的方法就是把他们一个接一个(连接)列出来，所以正则表达式ab匹配于ab， .. (两个点号)匹配于任意两个字符，而[[:upper:]][[:lower:]]匹配于任意一个大写字母，后面接着任意一个小写字母。不过，将这些字符全列出来只有在简短的正则表达式里才好用。
正则表达式真正强大的功能，其实是在修饰符meta字符的使用上，这类meta字符紧接在具有单个字符的正则表达式之后，且它们会改变正则表达式的含义。电子常用的修饰符为星号(*)，表示匹配于0个或多个前面的单个字符。因此ab*c表示的匹0或多个b字符，这个正则表达式匹配于ac、abc、abbc等。
知识点1：
修饰符星号(*)只能表示0个或任意多个，但不能表示具体匹配个数，这里就需要使用到区间表达式。\{n\} 表示结果重现n次，\{n,\}表示结果重现至少n次，\{m,n\}表示结果重现n至m次。
3.9.3、文本匹配锚点
Meta字符是脱字符号^ 和 货币符号$ ,它们叫做锚点，因为其用途在限制正则表达式匹配时，针对要被匹配的字符串的开始或结尾处进行匹配，如下表所示：
知识点1：
^和$可以同时使用，它可以用来匹配空的字符串或行列。配合grep –v 一起使用，例如：
[root@cloucentos6 home]# cat test
abc
123
[root@cloucentos6 home]# cat test | grep -v '^$'
abc
123
