正则表达式必知必会之重复匹配示例详解

wzy0623 2024-05-26 13:53:06编程技术
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一、有多少个匹配

1. 匹配一个或多个字符(+)

要想匹配某个字符(或字符集合)的一次或多次重复,只要简单地在其后面加上一个 + 字符就行了。+ 匹配一个或多个字符(至少一个;不匹配零个字符的情况)。比如,a 匹配 a 本身,a+ 匹配一个或多个连续出现的 a。类似地,[0-9] 匹配任意单个数字,[0-9]+ 匹配一个或多个连续的数字。

在给一个字符集合加上 + 后缀的时候,必须把 + 放在这个字符集合的外面。比如说,[0-9]+ 是正确的,[0-9+]则不正确。[0-9+] 其实也是一个有效的正则表达式,但它匹配的不是一个或多个数字,它定义了一个由数字 0 到 9 和 + 构成的字符集合,因而只能匹配单个的数字字符或加号。

mysql> set @s:='Send personal email to ben@forta.com. For questions
    '> about a book use support@forta.com. Feel free to send
    '> unsolicited email to spam@forta.com (wouldn\'t it be
    '> nice if it were that simple, huh?).';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> set @r:='\\w+@\\w+\\.\\w+';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select regexp_count(@s, @r, '') c, regexp_extract(@s, @r, '') s, regexp_extract_index(@s, @r, 0, '') i;
+------+------------------------------------------------+-----------+
| c    | s                                              | i         |
+------+------------------------------------------------+-----------+
|    3 | ben@forta.com,support@forta.com,spam@forta.com | 24,70,128 |
+------+------------------------------------------------+-----------+
1 row in set (0.01 sec)

该模式正确地匹配到了所有的 3 个电子邮件地址。这个正则表达式先用第一个 \w+ 匹配一个或多个字母数字字符,再用第二个 \w+ 匹配 @ 后面的一个或多个字符,然后匹配一个 . 字符(使用转义序列 \.),最后用第三个 \w+ 匹配电子邮件地址的剩余部分。

+ 是一个元字符。如果需要匹配 + 本身,就必须使用转义序列 \+。+ 还可以用来匹配一个或多个字符集合。为了演示这种用法,在下面这个例子里使用了和刚才一样的正则表达式,但文本内容和上一个例子中稍有不同。

mysql> set @s:='Send personal email to ben@forta.com or
    '> ben.forta@forta.com. For questions about a
    '> book use support@forta.com. If your message
    '> is urgent try ben@urgent.forta.com. Feel
    '> free to send unsolicited email to
    '> spam@forta.com (wouldn\'t it be nice if
    '> it were that simple, huh?).';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select regexp_count(@s, @r, '') c, regexp_extract(@s, @r, '') s, regexp_extract_index(@s, @r, 0, '') i;
+------+---------------------------------------------------------------------------------+------------------+
| c    | s                                                                               | i                |
+------+---------------------------------------------------------------------------------+------------------+
|    5 | ben@forta.com,forta@forta.com,support@forta.com,ben@urgent.forta,spam@forta.com | 24,45,93,142,203 |
+------+---------------------------------------------------------------------------------+------------------+
1 row in set (0.01 sec)

这个正则表达式匹配到了 5 个电子邮件地址,但其中有 2 个不够完整。为什么会这样?因为 \w+@\w+\.\w+ 并没有考虑到 @ 之前的 . 字符,它只允许 @ 之后的两个字符串之间出现单个 . 字符。尽管 ben.forta@forta.com 是一个完全有效的电子邮件地址,但该正则表达式只能匹配 forta(而不是 ben.forta),因为 \w 只能匹配字母数字字符,无法匹配出现在字符串中间的 . 字符。在这里,需要匹配 \w 或 .。用正则表达式语言来说,就是匹配字符集合 [\w.]。下面是改进版本。

mysql> set @r:='[\\w.]+@[\\w.]+\\.\\w+';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select regexp_count(@s, @r, '') c, regexp_extract(@s, @r, '') s, regexp_extract_index(@s, @r, 0, '') i;
+------+-----------------------------------------------------------------------------------------+------------------+
| c    | s                                                                                       | i                |
+------+-----------------------------------------------------------------------------------------+------------------+
|    5 | ben@forta.com,ben.forta@forta.com,support@forta.com,ben@urgent.forta.com,spam@forta.com | 24,41,93,142,203 |
+------+-----------------------------------------------------------------------------------------+------------------+
1 row in set (0.01 sec)

新的正则表达式看起来用了些技巧。[\w.]+ 匹配字母数字字符、下划线和 . 的一次或多次重复出现,而 ben.forta 完全符合这一条件。@ 字符之后也用到了 [\w.]+,这样就可以匹配到层级更深的域(或主机)名。注意 这个正则表达式的最后一部分是 \w+ 而不是 [\w.]+。如果把 [\w.] 用作这个模式的最后一部分,在第二、第三和第四个匹配上就会出问题。

这里没有对字符集合 [\w.] 里的 . 字符进行转义,但依然能够匹配 . 字符。一般来说,当在字符集合里使用的时候,像 . 和 + 这样的元字符将被解释为普通字符,不需要转义,但转义了也没有坏处。[\w.] 的使用效果与 [\w\.] 是一样的。

2. 匹配零个或多个字符(*)

+ 匹配一个或多个字符,但不匹配零个字符,+ 最少也要匹配一个字符。如果想匹配一个可有可无的字符,也就是该字符可以出现零次或多次的情况,需要用 * 元字符来完成。* 的用法与 + 完全一样,只要把它放在某个字符(或字符集合)的后面,就可以匹配该字符(或字符集合)出现零次或多次的情况。比如说,模式 B.* Forta 将匹配 B Forta、B. Forta、Ben Forta 以及其他组合。

mysql> set @s:='Hello .ben@forta.com is my email address.';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> set @r:='[\\w.]+@[\\w.]+\\.\\w+';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select regexp_count(@s, @r, '') c, regexp_extract(@s, @r, '') s, regexp_extract_index(@s, @r, 0, '') i;
+------+----------------+------+
| c    | s              | i    |
+------+----------------+------+
|    1 | .ben@forta.com | 7    |
+------+----------------+------+
1 row in set (0.01 sec)

[\w.]+ 匹配字母数字字符、下划线和 . 的一次或多次重复出现,而 .ben 完全符合这一条件。文本里多了一个 .,把它用作电子邮件地址的第一个字符就无效了。换句话说,需要匹配的其实是带有可选的额外字符的字母数字文本,就像下面这样。

mysql> set @r:='\\w+[\\w.]*@[\\w.]+\\.\\w+';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select regexp_count(@s, @r, '') c, regexp_extract(@s, @r, '') s, regexp_extract_index(@s, @r, 0, '') i;
+------+----------------+------+
| c    | s              | i    |
+------+----------------+------+
|    1 | ben@forta.com | 8    |
+------+----------------+------+
1 row in set (0.01 sec)

\w+ 匹配任意单个字母数字字符,但不包括 .,这些是可以作为电子邮件地址起始的有效字符。经过开头部分若干个有效字符之后,也许会出现一个 . 和其他额外的字符,不过也可能没有。[\w.]* 匹配 . 或字母数字字符的零次或多次重复出现。可以把 * 理解为一种“使其可选”(make it optional)的元字符。+ 需要最少匹配一次,而 * 可以匹配多次,也可以一次都不匹配。* 是一个元字符。如果需要匹配 * 本身,就必须使用转义序列 \*。

3. 匹配零个或一个字符(?)

另一个非常有用的元字符是 ?。和 + 一样,? 能够匹配可选文本(所以就算文本没有出现,也可以匹配)。但与 + 不同,? 只能匹配某个字符(或字符集合)的零次或一次出现,最多不超过一次。? 非常适合匹配一段文本中某个特定的可选字符。

mysql> set @s:='The URL is https://www.zhanid.com/, to connect
    '> securely use https://www.zhanid.com/ instead.';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> set @r:='http://[\\w./]+';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select regexp_count(@s, @r, '') c, regexp_extract(@s, @r, '') s, regexp_extract_index(@s, @r, 0, '') i;
+------+-----------------------+------+
| c    | s                     | i    |
+------+-----------------------+------+
|    1 | https://www.zhanid.com/ | 12   |
+------+-----------------------+------+
1 row in set (0.01 sec)

该模式用来匹配 URL 地址:http:// 加上 [\w./]+(匹配字母数字字符、.和/的一次或多次重复出现)。这个模式只能匹配第一个 URL 地址。简单地在 http 的后面加上一个 s*(s的零次或多次重复)并不能真正解决这个问题,因为这样也能匹配 httpsssss://,显然是无效的URL。可以在 http 的后面加上一个 s?。

mysql> set @r:='https?://[\\w./]+';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select regexp_count(@s, @r, '') c, regexp_extract(@s, @r, '') s, regexp_extract_index(@s, @r, 0, '') i;
+------+----------------------------------------------+-------+
| c    | s                                            | i     |
+------+----------------------------------------------+-------+
|    2 | https://www.zhanid.com/,https://www.zhanid.com/ | 12,59 |
+------+----------------------------------------------+-------+
1 row in set (0.01 sec)

该模式的开头部分是 https?://。? 在这里的含义是:前面的字符 s 要么不出现,要么最多出现一次。换句话说,https?:// 既可以匹配 http://,也可以匹配 https://。? 还可以解决不同平台匹配不同换行符的问题。例如 Windows 使用 \r\n,Unix或Linux系统上使用 \n,理想的解决方案是匹配一个可选的 \r 和一个 \n。

mysql> set @s:='"101","Ben","Forta"
    '> "102","Jim","James"
    '> 
    '> "103","Roberta","Robertson"
    '> "104","Bob","Bobson"';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> set @r:='[\\r]?\\n[\\r]?\\n';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select @r r , regexp_replace(@s,@r,'\n') s;
+----------------+------------------------------------------------------------------------------------------+
| r              | s                                                                                        |
+----------------+------------------------------------------------------------------------------------------+
| [\r]?\n[\r]?\n | "101","Ben","Forta"
"102","Jim","James"
"103","Roberta","Robertson"
"104","Bob","Bobson" |
+----------------+------------------------------------------------------------------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

 [\r]?\n 匹配一个可选的 \r 和一个必不可少的 \n。上面这个例子里的正则表达式使用的是 [\r]? 而不是 \r?。[\r] 定义了一个字符集合,该集合只有元字符 \r 这一个成员,因而 [\r]? 在功能上与 \r? 完全等价。[ ] 的常规用法是把多个字符定义为一个集合,但有不少程序员喜欢把一个字符也定义为一个集合。这么做的好处是可以增加可读性和避免产生误解,让人们一眼就可以看出随后的元字符应用于谁。如果打算同时使用 [ ] 和 ?,记得把 ? 放在字符集合的外面。因此,http[s]?:// 是正确的,若是写成 http[s?]://可就不对了。? 是一个元字符。如果需要匹配 ? 本身,就必须使用转义序列 \?。

编程.jpg

二、匹配的重复次数

正则表达式里的 +、* 和 ? 解决了许多问题,但有时候光靠它们还不够。+ 和 * 匹配的字符个数没有上限,无法为其匹配的字符个数设定一个最大值。+、* 和 ? 匹配的字符最小数量是零个或一个,无法明确地为其匹配的字符个数另行设定一个最小值。无法指定具体的匹配次数。

为了解决这些问题并对重复性匹配有更多的控制权,正则表达式允许使用重复范围(interval)。重复范围在 { 和 } 之间指定。{ 和 } 是元字符,如果需要匹配自身,就应该用 \ 对其进行转义。

1. 具体的重复匹配

要想设置具体的匹配次数,把数字写在 { 和 } 之间即可。比如说,{3} 意味着匹配前一个字符(或字符集合)3 次。如果只能匹配 2 次,则不算是匹配成功。为了演示这种用法,再来看一下匹配 RGB 值的例子。RGB 值是一个十六进制数值,这个值分成 3 个部分,每个部分包括两位十六进制数字。

mysql> set @s:='body {
r, 0, '');
    '>     background-color: #fefbd8;
    '> }
    '> h1 {
    '>     background-color: #0000ff;
    '> }
    '> div {
    '>     background-color: #d0f4e6;
    '> }
    '> span {
    '>     background-color: #f08970;
    '> }';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> set @r:='#[A-Fa-f0-9]{6}';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select regexp_extract(@s, @r, ''), regexp_extract_index(@s, @r, 0, '');
+---------------------------------+-------------------------------------+
| regexp_extract(@s, @r, '')      | regexp_extract_index(@s, @r, 0, '') |
+---------------------------------+-------------------------------------+
| #fefbd8,#0000ff,#d0f4e6,#f08970 | 30,68,107,147                       |
+---------------------------------+-------------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

[A-Fa-f0-9] 匹配单个十六进制字符,{6} 要求重复匹配该字符 6 次。区间匹配的用法也适用于 POSIX 字符类。

2. 区间范围

 {} 语法还可以用来为重复匹配次数设定一个区间范围,也就是匹配的最小次数和最大次数。区间必须以{2,4}(最少重复2次,最多重复4次)这样的形式给出。下面的例子使用一个这样的正则表达式来检查日期的格式。

mysql> set @s:='4/8/17
    '> 10-6-2018
    '> 2/2/2
    '> 01-01-01';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> set @r:='\\d{1,2}[-/]\\d{1,2}[-/]\\d{2,4}';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select regexp_extract(@s, @r, ''), regexp_extract_index(@s, @r, 0, '');
+----------------------------+-------------------------------------+
| regexp_extract(@s, @r, '') | regexp_extract_index(@s, @r, 0, '') |
+----------------------------+-------------------------------------+
| 4/8/17,10-6-2018,01-01-01  | 1,8,24                              |
+----------------------------+-------------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

这里列出的日期是一些由用户可能通过表单字段输入的值,这些值必须先进行验证,确保格式正确。\d{1,2} 匹配一个或两个数字字符(匹配天数和月份);\d{2,4} 匹配年份;[-/] 匹配日期分隔符 - 或 /。总共匹配到了 3 个日期值,2/2/2 不在此列,因为它的年份太短了。

上面这个例子里的模式并不能验证日期的有效性,诸如 54/67/9999 之类的无效日期也能通过这一测试。它只能用来检查日期值的格式是否正确,这一环节通常安排在日期有效性验证之前。

重复范围也可以从 0 开始。比如,{0,3} 表示重复次数可以是 0、1、2 或 3。我们曾经讲过,? 匹配它之前某个字符(或字符集合)的零次或一次出现。因此从效果上看,其等价于{0,1}。

3. 匹配“至少重复多少次”

重复范围的最后一种用法是指定至少要匹配多少次(不指定最大匹配次数)。这种用法的语法类似于区间范围语法,只是省略了最大值部分而已。比如说,{3,}表示至少重复3次,换句话说,就是“重复3次或更多次”。来看一个例子,使用一个正则表达式把所有金额大于或等于100美元的订单找出来。

mysql> set @s:='1001: $496.80
    '> 1002: $1290.69
    '> 1003: $26.43
    '> 1004: $613.42
    '> 1005: $7.61
    '> 1006: $414.90
    '> 1007: $25.00';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> set @r:='\\d+: \\$\\d{3,}\\.\\d{2}';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select regexp_extract(@s, @r, ''), regexp_extract_index(@s, @r, 0, '');
+----------------------------------------------------------+-------------------------------------+
| regexp_extract(@s, @r, '')                               | regexp_extract_index(@s, @r, 0, '') |
+----------------------------------------------------------+-------------------------------------+
| 1001: $496.80,1002: $1290.69,1004: $613.42,1006: $414.90 | 1,15,43,69                          |
+----------------------------------------------------------+-------------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

这个例子里的文本取自一份报表,其中第一列是订单号,第二列是订单金额。正则表达式首先使用 \d+: 来匹配订单号(这部分其实可以省略——可以只匹配金额部分而不是包括订单号在内的一整行)。模式 \$\d{3,}\.\d{2} 用来匹配金额部分,其中 \$ 匹配 $,\d{3,} 匹配至少 3 位数字(因此,最少也得是100美元),\. 匹配 .,\d{2} 匹配小数点后面的 2 位数字。该模式从所有订单中正确地匹配到了 4 个符合要求的订单。

在使用重复范围的时候一定要小心。如果遗漏了花括号里的逗号,那么模式的含义将从至少匹配 n 次变成只匹配 n 次。+ 在功能上等价于{1,}。

三、防止过度匹配

? 的匹配范围有限(仅限零次或一次匹配),当使用精确数量或区间时,重复范围匹配也是如此。但本篇介绍的其他重复匹配形式在重复次数方面都没有上限值,而这样做有时会导致过度匹配的现象。考虑下面这个例子,例子中的文本取自某个 Web 页面,里面包含两个 HTML 的 <b> 标签。任务是用正则表达式匹配 <b> 标签中的文本。

mysql> set @s:='This offer is not available to customers
    '> living in <b>AK</b> and <b>HI</b>.';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> set @r:='<[Bb]>.*</[Bb]>';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select regexp_extract(@s, @r, ''), regexp_extract_index(@s, @r, 0, '');
+----------------------------+-------------------------------------+
| regexp_extract(@s, @r, '') | regexp_extract_index(@s, @r, 0, '') |
+----------------------------+-------------------------------------+
| <b>AK</b> and <b>HI</b>    | 52                                  |
+----------------------------+-------------------------------------+
1 row in set (0.01 sec)

<[Bb]> 匹配起始 <b> 标签,</[Bb]> 匹配闭合 </b> 标签。但这个模式只找到了一个匹配,而不是预期的两个。第一个 <b> 标签和最后一个 </b> 标签之间的所有内容被 .* 一网打尽。这的确包含了想要匹配的文本,但其中也夹杂了其他标签。

为什么会这样?因为 * 和 + 都是所谓的“贪婪型”(greedy)元字符,其匹配行为是多多益善而不是适可而止。它们会尽可能地从一段文本的开头一直匹配到末尾,而不是碰到第一个匹配时就停止。这是有意设计的,量词就是贪婪的(+、* 和 ? 也叫作“量词”)。

在不需要这种“贪婪行为”的时候,该使用这些量词的“懒惰型”(lazy)版本。之所以称之为“懒惰型”是因为其匹配尽可能少的字符,而非尽可能多地去匹配。懒惰型量词的写法是在贪婪型量词后面加上一个 ?。下表列出了贪婪型量词及其对应的懒惰型版本。

贪婪型量词

懒惰型量词

*

*?

+

+?

{n,}

{n,}?

下面是使用 *? 来解决之前那个例子的做法。

mysql> set @r:='<[Bb]>.*?</[Bb]>';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select regexp_extract(@s, @r, ''), regexp_extract_index(@s, @r, 0, '');
+----------------------------+-------------------------------------+
| regexp_extract(@s, @r, '') | regexp_extract_index(@s, @r, 0, '') |
+----------------------------+-------------------------------------+
| <b>AK</b>,<b>HI</b>        | 52,66                               |
+----------------------------+-------------------------------------+
1 row in set (0.00 sec)

因为使用了懒惰型的 *?,第一个匹配将仅限于<b>AK</b>,<b>HI</b>则成为了第二个匹配。

总结

到此这篇关于正则表达式必知必会之重复匹配的文章就介绍到这了,更多相关正则表达式重复匹配内容请搜索站长工具网以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持站长工具网!

正则表达式
THE END
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