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这个教程，真的让我学会了正则表达式

2011 年 1 月 4 日

这个教程，真的让我学会了正则表达式

这是一篇翻译文章。我学过很多次正则表达式，总是学了忘，忘了学，一到用的时候还是只能靠搜索引擎。

这回看到这个正则教程，感觉非常惊喜。尝试翻译了一遍，译得不好，大家可以看原文，很容易理解。

原文地址：https://refrf.shreyasminocha.me/

1 介绍

正则表达式允许定义一种模式，并通过这种模式针对字符串执行对应的操作。与模式匹配的子字符串称为“匹配”。

正则表达式是定义搜索模式的一串字符。

正则表达式主要用在如下场景：

  • 输入验证
  • 查找替换操作
  • 高级字符串操作
  • 文件搜索或重命名
  • 白名单和黑名单

正则表达式不太适合用在这些场景：

  • XML 或 HTML 解析
  • 完全匹配的日期

有许多实现正则匹配的引擎，每种都有自己的特性。这本书将避免讨论（不同引擎之间的）特性差异，而是只讨论在大多数情况下不同引擎都共有的特征。

整本书中的示例使用JavaScript。因此，这本书可能会稍微偏向 JavaScript 的正则引擎。

2 基础

正则表达式通常格式化为 // ，通常为了简洁而省略后面的 / 。关于 flag 我们将在下一章详细讨论。

让我们从 /p/g 这个正则表达式开始。现在，请将 /g flag 视为固定不变的。

  • /p/g

如我们所见， /p/g 匹配所有小写的 p 字符。

注意

默认情况下，正则表达式区分大小写。

在输入字符串中找到的正则表达式模式的实例称为“匹配”。

  • /pp/g

3 字符组

可以从一组字符中匹配一个字符。

  • /[aeiou]/g

[aeiou]/g 匹配输入字符串中的所有元音。

下面是另一个例子：

  • /p[aeiou]t/g

我们匹配一个 p，后跟一个元音，然后是一个 t。

有一个更直观的快捷方式，可以在一个连续的范围内匹配一个字符。

  • /[a-z]/g

警告

表达式 /[a-z]/g 只匹配一个字符。在上面的示例中，每个字符都有一个单独的匹配项。不是整个字符串匹配。

我们也可以在正则表达式中组合范围和单个字符。

  • /[A-Za-z0-9_-]/g

我们的正则表达式 /[A-Za-z0-9_-]/g 匹配一个字符，该字符必须（至少）是以下字符之一：

  • A-Z
  • a-z
  • 0-9
  • _ 或者 -

我们也可以“否定”这些规则：

  • /[^aeiou]/g

/[aeiou]/g 与 /[^aeiou]/g 之间的唯一区别是 ^ 紧跟在左括号之后。其目的是”否定”括号中定义的规则。它表示的意思是：

匹配任何不属于a、e、i、o和 u 的字符

3.1 例子

非法的用户名字符

  • /[^a-zA-Z_0-9-]/g

指定字符

/[A-HJ-NP-Za-kmnp-z2-9]/g

4 字符转义

字符转义是对某些通用字符类的简略表达方式。

4.1 数字字符 \d

转义符 \d 表示匹配数字字符 0-9。等同于 [0-9] 。

  • /\d/g (这里请仔细看)

regular_expression_10-fs8.png

  • /\d\d/g

regular_expression_11-fs8.png

\D 是 \d 的反面，相当于 [^0-9] 。

  • /\D/g

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4.2 单词字符 \w

转义符 \w 匹配单词字符。包括：

  • 小写字母 a-z
  • 大写字母 A-Z
  • 数字 0-9
  • 下划线 _

等价于 [a-zA-Z0-9_]

  • /\w/g

regular_expression_13-fs8.png

  • /\W/g

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4.3 空白字符 \s

转义符 \s 匹配空白字符。具体匹配的字符集取决于正则表达式引擎，但大多数至少包括： 

\t
\r
\n
\f

其他还可能包括垂直制表符（\v）。Unicode自识别引擎通常匹配分隔符类别中的所有字符。然而，技术细节通常并不重要。

  • /\s/g

regular_expression_15-fs8.png

  • /\S/g (大写 s)

regular_expression_16-fs8.png

4.4 任意字符 .

虽然不是典型的字符转义。 . 可以匹配任意1个字符。（除换行符 \n 以外，通过 dotall 修饰符，也可以匹配换行符 \n）

  • /./g

regular_expression_17-fs8.png

5 转义

在正则表达式中，有些字符有特殊的含义，我们将在这一章中进行探讨：

  • |
  • {,}
  • (,）
  • [,]
  • ^ , $
  • + , * , ?
  • \
  • . 只在字符类中的字面量。
  • - : 有时是字符类中的特殊字符。

当我们想通过字面意思匹配这些字符时，我们可以再这些字符前面加 \ “转义”它们。

  • /\(paren\)/g

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  • /(paren)/g

regular_expression_19-fs8.png

  • /example\.com/g

regular_expression_20.png

  • /example.com/g

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  • /A\+/g

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  • /A+/g

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  • /worth \$5/g

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  • /worth $5/g

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5.1 例子

JavaScript 内联注释

  • /\/\/.*

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星号包围的子串

  • /*[^\*]*\*

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第一个和最后一个星号是字面上的，所有他们要用 \* 转义。字符集里面的星号不需要被转义，但为了清楚起见，我还是转义了它。紧跟在字符集后面的星号表示字符集的重复，我们将在后面的章节中对此进行探讨。

6 组

顾名思义，组是用来“组合”正则表达式的组件的。这些组可用于：

  • 提取匹配的子集
  • 重复分组任意次数
  • 参考先前匹配的子字符串
  • 增强可读性
  • 允许复杂的替换

这一章我们先学组如何工作，之后的章节还会有更多例子。

6.1 捕获组

捕获组用（…）表示。下面是一个解释性的例子：

  • /a(bcd)e/g

regular_expression_28-fs8.png

捕获组允许提取部分匹配项。

  • /\{([^{}]*)\}/g

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通过语言的正则函数，您将能够提取括号之间匹配的文本。

捕获组还可以用于对正则表达式进行部分分组，以便于重复。虽然我们将在接下来的章节中详细介绍重复，但这里有一个示例演示了组的实用性。

  • /a(bcd)+e/g

regular_expression_30-fs8.png

其他时候，它们用于对正则表达式的逻辑相似部分进行分组，以提高可读性。

  • /(\d\d\d\d)-W(\d\d)/g

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6.2 回溯

回溯允许引用之前捕获的子字符串。

匹配第一组可以使用 \1 ，匹配第二组可以使用 \2 ，依此类推…

  • /([abc])×\1×\1/g

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不能使用回溯来减少正则表达式中的重复。它们指的是组的匹配，而不是模式。

  • /[abc][abc][abc]/g

regular_expression_33-fs8.png

  • /[abc]\1\1/g

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下面是一个演示常见用例的示例：

  • /\w+([,|])\w+\1\w+/g

regular_expression_35-fs8.png

这不能通过重复的字符类来实现。

  • /\w+[,|]\w+[,|]\w+/g

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6.3 非捕获组

非捕获组与捕获组非常相似，只是它们不创建“捕获”。而是采取形式 （?: …）

非捕获组通常与捕获组一起使用。也许您正在尝试使用捕获组提取匹配的某些部分。而你可能希望使用一个组而不扰乱捕获顺序，这时候你应该使用非捕获组。

6.4 例子

查询字符串参数

  • /^\?(\w+)=(\w+)(?:&(\w+)=(\w+))*$/g

regular_expression_37-fs8.png

我们单独匹配第一组键值对，因为这可以让我么使用 & 分隔符， 作为重复组的一部分。

(基础的) HTML 标签

根据经验，不要使用正则表达式来匹配 XML/HTML。不过，我还是提供相关的一个例子：

  • /(.*)/gi

regular_expression_38-fs8.png

姓名

查找： \b(\w+) (\w+)\b

替换： 1

在替换操作，经常使用 2；捕获使用 \1 , \2

替换之前

John Doe
Jane Doe
Sven Svensson
Janez Novak
Janez Kranjski
Tim Joe

替换之后

Doe, John
Doe, Jane
Svensson, Sven
Novak, Janez
Kranjski, Janez
Joe, Tim

回溯和复数

查找: \bword(s?)\b

替换: phrase$1

替换之前

This is a paragraph with some words.

Some instances of the word "word" are in their plural form: "words".

Yet, some are in their singular form: "word".

替换之后

This is a paragraph with some phrases.

Some instances of the phrase "phrase" are in their plural form: "phrases".

Yet, some are in their singular form: "phrase".

7 重复

重复是一个强大而普遍的正则表达式特性。在正则表达式中有几种表示重复的方法。

7.1 可选项

我们可以使用 ？将某一部分设置成可选的（0或者1次）。

  • /a?/g

regular_expression_39-fs8.png

另一个例子：

  • /https?/g

regular_expression_40-fs8.png

我们还可以让捕获组和非捕获组编程可选的。

  • /url: (www\.)?example\.com/g

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7.2 零次或者多次

如果我们希望匹配零个或多个标记，可以用 * 作为后缀。

  • /a*/g

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我们的正则表达式甚至匹配一个空字符串。

7.3 一次或者多次

如果我们希望匹配 1 个或多个标记，可以用 + 作为后缀。

  • /a+/g

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7.4 精确的 x 次

如果我们希望匹配特定的标记正好x次，我们可以添加{x}后缀。这在功能上等同于复制粘贴该标记 x 次。

  • /a{3}/g

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下面是匹配大写的六个字符的十六进制颜色代码的例子。

  • /#[0-9A-F]{6}/g

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这里，标记 {6} 应用于字符集 [0-9A-F]。

7.5 最小次和最大次之间

如果我们希望在最小次和最大次之间匹配一个特定标记，可以在这个标记后添加 {min,max} 。

  • /a{2,4}/g

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警告

{min,max} 中逗号后面不要有空格。

7.6 最少 x 次

如果我们希望匹配一个特定的标记最少 x 次，可以在标记后添加 {x,}。 和 {min, max} 类似，只是没有上限了。

  • /a{2,}/g

regular_expression_47-fs8.png

7.7 贪婪模式的注意事项

正则表达式默认使用贪婪模式。在贪婪模式下，会尽可能多的匹配符合要求的字符。

  • /a*/g

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  • /".*"/g

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在**重复操作符（？，*，+，…）**后面添加 ？ ，可以让匹配变“懒”。

  • /".*?"/g

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在这里，这也可以通过使用 [^"] 代替。（这是最好的做法）。

  • /"[^"]*"/g

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懒惰，意味着只要条件满足，就立即停止；但贪婪意味着只有条件不再满足才停止。

-Andrew S on StackOverflow

  • //g

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  • //g

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7.8 例子

比特币地址

  • /([13][a-km-zA-HJ-NP-Z0-9]{26,33})/g (思考： {26,33}？呢)

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Youtube 视频

  • /(?:https?:\/\/)?(?:www\.)?youtube\.com\/watch\?.*?v=([^&\s]+).*/gm

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我们可以使用锚点调整表达式不让它匹配最后一个不正确的链接，之后我们会接触到。

8 交替

交替允许匹配几个短语中的一个。这比仅限于单个字符的字符组更加强大。

使用管道符号 | 把多个短语之间分开

  • /foo|bar|baz/g

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匹配 foo, bar, 和 baz 中的一个。

如果正则中只有一部分需要“交替”，可以使用组进行包裹，捕获组和非捕获组都可以。

  • /Try (foo|bar|baz)/g

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Try 后面跟着 foo, bar, 和 baz 中的一个。

匹配 100-250 中间的数字：

  • /1\d\d|2[0-4]\d|250/g

regular_expression_58-fs8.png

这个可以使用 Regex Numeric Range Generator 工具生成。

例子

十六进制颜色

让我们改进一下之前十六进制颜色匹配的例子。

  • /#[0-9A-F]{6}|[0-9A-F]{3}

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[0-9A-F]{6} 要放在 [0-9A-F]{3} 的前面，这一点非常重要。否则：

  • /#([0-9A-F]{3}|[0-9A-F]{6})/g

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小提示

正则表达式引擎是从左边到右边的尝试交替的。

罗马数字

  • /^M{0,4}(CM|CD|D?C{0,3})(XC|XL|L?X{0,3})(IX|IV|V?I{0,3})$/g

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9 修饰符

修饰符允许我们把正则表达式分成不同的 “模式”。

修饰符是 /pattern/ 后面的部分。

不同引擎支持不同的修饰符。在这里我们只讨论最常见修饰符。

9.1 全局修饰符（g)

到现在为止，所有的例子都设置了全局修饰符。如果不启用全局修饰符，正则表达式匹配第一个以后将不再匹配其他任何字符。

  • /[aeiou]/g

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  • /[aeiou]/

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9.2 不区分大小写修饰符（i)

顾名思义，启用这个修饰符会使正则在匹配时不区分大小写。

  • /#[0-9A-F]{6}/i

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  • /#[0-9A-F]{6}/

regular_expression_65-fs8.png

  • /#[0-9A-Fa-f]{6}/

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9.3 多行模式修饰符（m)

有限支持

在 Ruby 中，m 修饰符是执行其他的函数。

多行修饰符与正在在处理包含换行符的“多行”字符串时对锚点的处理有关。默认情况下， /^foo$/ 只匹配 “foo”。

我们可能希望它在多行字符串中的一行也能匹配 foo。

我们拿 "bar\nfoo\nbaz" 举例子： 

bar
foo
baz

如果没有 m 修饰符，上面的字符串会被当做单行 bar\nfoo\nbaz , 正则表达式 ^foo$ 匹配不到任何字符。

如果有 m 修饰符，上面的字符串会被当做 3 行。 ^foo$ 可以匹配到中间那一行。

9.4 Dot-all修饰符 (s)

有限支持

ES2018 之前的 JavaScript 不支持这个修饰符。 Ruby 也不支持这个修饰，而是用 m 表示。

. 通常匹配除换行符以外的任何字符。使用dot all修饰符后，它也可以匹配换行符。

10 锚点

锚点本身不匹配任何东西。但是，他们会限制匹配出现的位置。

你可以把锚点当做是 “不可见的字符”。

10.1 行首 ^

在正则开始时插入 ^ 号，使正则其余部分必须从字符串开始的地方匹配。你可以把它当成始终要在字符串开头匹配一个不可见的字符。

  • /^p/g

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10.2 行尾

在正则结尾时插入 $ 号, 类似于行首符。你可以把它当成始终要在字符串结尾匹配一个不可见的字符。

  • /p$/g

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^ 和 $ 锚点经常一起使用，以确保正则和字符串整个匹配，而不仅仅是部分匹配。

  • /^p$/g

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让我们回顾一下重复中的一个例子，并在正则的末尾添加两个锚点。

  • /^https?$/g

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如果没有这 2 个锚点， http/2 和 shttp 也会被匹配。

10.3 字边界 \b

字边界是一个字符和非词字符之间的位置。

字边界锚点 \b ，匹配字符和非词字符之间存在的假想不可见字符。

  • /\bp/g

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提示

字符包括 a-z , A-Z , 0-9 , 和 _ .

  • /\bp\b/g

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  • /\bcat\b/g

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还有一个非字边界锚 \B 。

顾名思义，它匹配除字边界之外的所有内容。

  • /\Bp/g

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  • /\Bp\B/g

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小提示

^…$ 和 \b…\b 是常见的模式，您几乎总是需要这 2 个防止意外匹配。

10.4 例子

尾部空格

  • /\s+$/gm

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markdown 标题

  • /^## /gm

regular_expression_77-fs8.png

没有锚点：

  • /## /gm

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11 零宽断言（lookaround)

零宽断言可用于验证条件，而不匹配任何文本。

你只能看，不能动。

  • 先行断言（lookhead) 
    (?=…)
（?!…)
  • 先行断言（lookbehind) 
    (?<=…)
（?<!…)

11.1 先行断言（lookhead)

正向（positive)

  • /_(?=[aeiou])/g

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注意后面的字符是如何不匹配的。可以通过正面前看得到证实。

  • /(.+)_(?=[aeiou])(?=\1)/g

regular_expression_80-fs8.png

正则引擎在 _ 使用了 (?=[aeiou]) 和 (?=\1) 进行检查。

  • /(?=.*#).*/g

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负向（Negative)

  • /_(?![aeiou])/g

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  • /^(?!.*#).*$/g

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如果没有锚点，将匹配每个示例中没有#的部分。

负向的先行断言常常用于防止匹配特定短语。

  • /foo(?!bar)/g

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  • /---(?:(?!---).)*---/g

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11.2 例子

密码验证

/^(?=.*\d)(?=.*[a-z])(?=.*[A-Z])(?=.*[a-zA-Z]).{8,}$/

regular_expression_86-fs8.png

零宽断言可用于验证多个条件。

带引号的字符串

  • /(['"])(?:(?!\1).)*\1/g

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如果没有先行断言，我们最多只能做到这样：

  • /(['"])[^'"]*\1/g

regular_expression_88-fs8.png

12 进阶例子

JavaScript 注释

  • /\/\*[\s\S]*?\*\/|\/\/.*/g

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[\s\S] 是一种匹配任何字符（包括换行符）的技巧。我们避免使用dot-all 修饰符，因为我们需要使用 . 表示单行注释。

24小时时间

  • /^([01]?[0-9]|2[0-3]):[0-5][0-9](:[0-5][0-9])?$/g

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IP 地址

  • /\b(?:(?:2(?:[0-4][0-9]|5[0-5])|[0-1]?[0-9]?[0-9])\.){3}(?:(?:2([0-4][0-9]|5[0-5])|[0-1]?[0-9]?[0-9]))\b/g

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元标签

  • //gm

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替换：

浮点数

  • 可选符号

  • 可选整数部分

  • 可选小数部分

  • 可选指数部分

  • /^([+-]?(?=\.\d|\d)(?:\d+)?(?:\.?\d*))(?:[eE]([+-]?\d+))?$/g

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正向的先行断言 (?=\.\d|\d) 确保不会匹配 ..

HSL颜色

从0到360的整数

  • /^0*(?:360|3[0-5]\d|[12]?\d?\d)$/g

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百分比

  • /^(?:100(?:\.0+)?|\d?\d(?:\.\d+)?)%$/g

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HSL 和 百分比

  • /^hsl\(\s*0*(?:360|3[0-5]\d|[12]?\d?\d)\s*(?:,\s*0*(?:100(?:\.0+)?|\d?\d(?:\.\d+)?)%\s*){2}\)$/gi

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13 下一步

如果你像进一步学习正则表达式及其工作原理：

谢谢阅读！添加微信：手边字节

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