應(yīng)用概述: 提供與預(yù)期的搜索結(jié)果匹配的確切文本來(lái)進(jìn)行字符串的搜索和替換操作, 這種技術(shù)不僅僅用于開發(fā)領(lǐng)域, 更被集成到一些常見(jiàn)的文本擴(kuò)展編輯器, 如UltraEdit, Emeditor等. 歷史上第一個(gè)實(shí)用應(yīng)用程序是Unix 中的qed 編輯器。

舉一個(gè)簡(jiǎn)單的類比: 我們對(duì)DOS中的通配符"*"和"?"應(yīng)該很熟悉, 如命令"dir *.exe" 將列出所有后綴名為exe的文件名. 正則表達(dá)式提供的方法與其類似, 而且遠(yuǎn)比通配符強(qiáng)大的多.

從某種意義上說(shuō), 正則表達(dá)式是一種語(yǔ)言, 通過(guò)及其簡(jiǎn)短的一行代碼即可以高效, 精確的描述要匹配的復(fù)雜文本, 當(dāng)然, 它最大的優(yōu)點(diǎn)也是他最大的缺點(diǎn): 語(yǔ)法復(fù)雜, 創(chuàng)建困難. (熟悉之后就可以忽略后半句了 :p)

主要應(yīng)用:

• 數(shù)據(jù)驗(yàn)證; 這是正則表達(dá)式在開發(fā)中最常見(jiàn)的應(yīng)用, 通過(guò)測(cè)試字符串內(nèi)的模式。來(lái)驗(yàn)證輸入的字符串是否為郵政編碼, 電話號(hào)碼, 電子郵件地址, 信用卡號(hào)碼等等。
• 搜索和替換文本; 用正則表達(dá)式來(lái)搜索文檔中的特定文本塊, 根據(jù)需要用其他指定的文本塊進(jìn)行替換。這也是文本編輯中的一個(gè)常見(jiàn)應(yīng)用, 如將網(wǎng)頁(yè)中的HTML代碼轉(zhuǎn)化為UBB代碼.

既然發(fā)在『軟件使用』板, 正則表達(dá)式的開發(fā)中的應(yīng)用就不介紹了, 以下僅以EmEditor中的正則表達(dá)式來(lái)作介紹:

1. 啟用正則表達(dá)式

菜單: Search - Find (Replace) - 選中 Use Regular Expressions

2. Emeditor 正則語(yǔ)法

正則表達(dá)式是普通字符和元字符組合的一種模式. 它的結(jié)構(gòu)與算術(shù)表達(dá)式的結(jié)構(gòu)類似, 各種元字符和運(yùn)算符可以將小的表達(dá)式組合起來(lái)，創(chuàng)建大的表達(dá)式。通過(guò)在一對(duì)分隔符之間放置表達(dá)式模式的各種組件，就可以構(gòu)建正則表達(dá)式。

2.1 普通字符

普通字符是指除了 ".", "*", "?", "+", "(", ")", "{", "}", "[", "]", "^", "$" 和 "\" 這些特殊字符之外的所有其他字符. 而這些特殊字符也可以通過(guò)前面加上"\"前綴而變?yōu)槠胀ㄗ址?span lang="EN-US">. 比如, 搜索"CCF"即為在文本中匹配所有的"CCF"字符串, 搜索"\[CCF\]"則是在文本中匹配所有的"[CCF]"字符串.
簡(jiǎn)而言之, 普通字符即為只匹配自身的字符.

2.2 元字符

元字符不匹配其自身，它用特殊方式來(lái)解析從而實(shí)現(xiàn)更多的邏輯功能。正則表達(dá)式通過(guò)元字符在模式中包含選擇和循環(huán)

2.2.1 特殊字符

• . 匹配除換行符 \n 之外的任何單個(gè)字符。
• ( ) 分組捕獲(子表達(dá)式)的開始和結(jié)束。可以捕獲子表達(dá)式以供以后使用。
• [ ] 中括號(hào)表達(dá)式的開始。

中括號(hào)表達(dá)式是在方括號(hào)內(nèi)包含一個(gè)或多個(gè)字符構(gòu)成的列表的表達(dá)式。普通字符在中括號(hào)內(nèi)表示本身，大多數(shù)特殊字符在中括號(hào)表達(dá)式內(nèi)出現(xiàn)時(shí)失去它們的意義。除了轉(zhuǎn)義字符'\', (要包含'\', 需要使用'\\') 如: 正則表達(dá)式 No [1234] 匹配 No 1, No 2, No 3 和 No 4.

如果想在中括號(hào)中使用一個(gè)范圍作為列表來(lái)匹配字符，可以用連字符 '-' 將范圍中的開始字符和結(jié)束字符分開。單個(gè)字符的字符值確定范圍內(nèi)的相對(duì)順序。如: 正則表達(dá)式 No [1-4] = No [1234]
注意 1. 開始值的Unicode值必須在結(jié)束值Unicode值的前面。
注意 2. [\-]匹配連字符'-', 放在中括號(hào)列表的開始或結(jié)尾也可起到同樣的效果, 如 [-c-f] 匹配 c 至 f 的字符和連字符

如果需要匹配不屬于列表或范圍內(nèi)的任何字符，可以在列表開頭加上'^'前綴。如: 正則表達(dá)式 No [^1-4] 匹配 No 5 和更大的編號(hào).

中括號(hào)表達(dá)式還可進(jìn)行組合, 如 [A-Za-z0-9] 匹配A-Z, a-z, 0-9 的字符

• \ 將下一字符標(biāo)記為特殊字符、文本、反向引用或八進(jìn)制轉(zhuǎn)義符。例如，

字符 n 匹配字符 n
\n 匹配換行符
序列 \\ 匹配 \
序列 \( 匹配 (

• | 替換字符, 對(duì)|左右的兩個(gè)項(xiàng)分別匹配進(jìn)行選擇。或者說(shuō), 就是邏輯的OR的概念
• { } 標(biāo)記限定符表達(dá)式的開始。

(數(shù)量)限定字符
限定字符能夠指定正則表達(dá)式的某個(gè)部分必須出現(xiàn)的次數(shù)

• * 零次或多次匹配前面的字符或子表達(dá)式。如，c*f 可以匹配 f 和 ccf。* = {0,}
• + 一次或多次匹配前面的字符或子表達(dá)式。如，c+f 可以匹配 cf 和 ccf，但不匹配 f。+ = {1,}
• ? 零次或一次匹配前面的字符或子表達(dá)式。如，cc?f 可以匹配 cf 或 ccf。? = {0,1}
• {n} n 是非負(fù)整數(shù)。正好匹配 n 次。如，c{2}f 可以匹配 ccf。
• {n,} n 是非負(fù)整數(shù)。至少匹配 n 次。如，c{2,}f 不匹配 cf，而可以匹配 ccccccf。c{1,} = c+。c{0,} = c*
• {n,m} m 和 n 是非負(fù)整數(shù)，其中 n <= m。至少匹配 n 次，至多匹配 m 次。如，c{1,3} 可以匹配 ccf 中的cc。c{0,1} 等效于 c?。

2.2.2 控制字符

• \a Bell 字符。= 0x07
• \f 換頁(yè)符匹配。= 0x0C
• \n 換行符匹配。= 0x0A
• \r 匹配一個(gè)回車符。= 0x0D
• \t 制表符匹配。= 0x09
• \v 垂直制表符匹配。= 0x0B
• \e ASCII 換碼字符。= 0x1B
• \0dd 八進(jìn)制換碼字符, dd代表八進(jìn)制數(shù)字。
• \xXXXX或\x{XXXX} 4位十六進(jìn)制Unicode字符, XXXX代表十六進(jìn)制數(shù)字。
• \cZ Z-'@' 控制字符Control-Z, Z為大于等與"@"的ASCII字符

2.2.3 換碼字符

• \w 任一單詞字符, 如A-Z, a-z, 0-9, _等, 如 \w\w\w可以匹配 U_4 但不匹配 %^e
• \W 任一非單詞字符, 如 \W\W 可以匹配 *& 但不匹配 7#
• \s 任一空白字符，包括空格、制表符、換頁(yè)符、回車符和垂直制表符。= [ \f\n\r\t\v]
• \S 任一非空白字符. = [^ \f\n\r\t\v]
• \d 0-9的任一數(shù)字字符, 如 \d\d可以匹配 54 但不匹配 a4
• \D 任一非數(shù)字字符. 如 \D\D可以匹配 a4 但不匹配 54
• \l a-z 之間的任一小寫字符, 如 \l\l\l可以匹配 ccf 但不匹配 ccF
• \L 任一非小寫字符, 如 \L\L\L可以匹配 CCF 但不匹配 cCF
• \u a-z 之間的任一大寫字符, 如 \u\u\u可以匹配 CCF 但不匹配 CCf
• \U 任一非大寫字符, 如 \U\U\U可以匹配 ccf 但不匹配 ccF
• \C 任一字符, = '.'
• \Q 前置引號(hào)符, 其后的任意字符均被認(rèn)為普通字符直至出現(xiàn)后置引號(hào)符\E. 同時(shí)匹配單引號(hào)和雙引號(hào)
• \E 后置引號(hào)符

2.2.4 轉(zhuǎn)義字符串

表示為[:classname:], 如"[[:space:]]"表示所有的空格字符

• alnum 任一單詞字符和數(shù)字字符. = [\w\d]
• alpha 任何一個(gè)單詞字符, 如A-Z, a-z, 0-9
• blank 任一空白字符，包括空格、制表符、換頁(yè)符、回車符和垂直制表符。= [ \f\n\r\t\v] = \s
• cntrl 任一控制字符.
• digit 0-9的任一數(shù)字字符, = \d
• graph 任一圖形字符.
• lower a-z 之間的任一小寫字符 =\l
• print 任一可打印字符 = '.' = \C
• punct 任一標(biāo)點(diǎn)符號(hào)
• space 任一空格字符
• upper a-z 之間的任一大寫字符 = \u
• xdigit 4位十六進(jìn)制Unicode字符, = \xXXXX
• word 任何一個(gè)單詞字符, 如A-Z, a-z, 0-9, _等, = \w
• unicode 任何一個(gè)ASCII值大于255的字符

2.2.5 定位字符

定位字符可以把正則表達(dá)式固定到行首或行尾。在Perl正則全集中還能使正則表達(dá)式出現(xiàn)在一個(gè)單詞內(nèi)、在一個(gè)單詞的開頭或者一個(gè)單詞的結(jié)尾, emeditor只是一個(gè)子集, 不包含這個(gè)功能。

• ^ 匹配輸入字符串開始的位置。如果設(shè)置customize中的"regular expressions can match new line characters"，那么 ^ 還匹配 \n 或 \r 后面的位置。 但在中括號(hào)表達(dá)式中使用的情況除外，在那種情況下它對(duì)字符集求反。
• $ 匹配輸入字符串結(jié)尾的位置。如果設(shè)置customize中的"regular expressions can match new line characters"，那么 $ 還匹配 \n 或 \r 前面的位置。

3. 分組捕獲和替換

分組通常用來(lái)捕獲特定模式的一組文本, 并用與之后的替換操作, 這也就是將分組和替換結(jié)合起來(lái)講解的原因.
最基本的分組構(gòu)造方式就是(),在左右括號(hào)中括起來(lái)的部分，就是一個(gè)分組；在正則全集中還有如(?<name> )的命名分組方式，這種方式組合了模式在就是對(duì)分組的部分進(jìn)行了命名，這樣就可以通過(guò)該組的命名來(lái)獲取信息, 但這種方式在emeditor中不被支持. 以下分別來(lái)介紹各種不同的分組:

• ()組捕獲. 這種分組對(duì)模式在括號(hào)內(nèi)所捕獲的字符進(jìn)行組合, 并且每個(gè)分組捕獲的匹配結(jié)果都將保存為一個(gè)實(shí)體以備其后的操作所引用. 甚至在正則全集中還可對(duì)前面的分組進(jìn)行反向引用(這是題外話, emeditor不支持). 舉例說(shuō)明:
  源文本:

代碼:

使用正則表達(dá)式:

代碼:

括號(hào)中有兩個(gè)可能的匹配: members 和 guests, 只需要匹配其中任意一個(gè); 其后是冒號(hào)和一個(gè)空格, 最后匹配至少一個(gè)數(shù)字. 匹配模式結(jié)果如下:

代碼:

其中members和guests在兩次匹配中被捕捉, 可以在隨后的操作中引用.

• (?:)非組捕獲. 這種分組僅僅對(duì)模式在括號(hào)內(nèi)所匹配的字符進(jìn)行組合, 模式所匹配的字符將不會(huì)作為一個(gè)組來(lái)捕獲. 雖然他也同樣成為最終的匹配結(jié)果的一部分, 但無(wú)法為其后的操作所引用. 同樣以上例繼續(xù):
  使用正則表達(dá)式:

代碼:

匹配模式結(jié)果同樣為:

代碼:

但是members和guests僅僅在兩次匹配中被分組, 并不被捕獲, 也不可以在隨后的操作中引用.
使用非捕獲組有其原因和場(chǎng)合. 其一, 從效率上說(shuō), 捕獲一個(gè)分組需要消耗額外的資源和處理時(shí)間, 所以不應(yīng)該捕獲不需要使用的數(shù)據(jù). 其二, 對(duì)模式中有多個(gè)捕獲組的情況, 對(duì)不需要處理的分組進(jìn)行捕獲只會(huì)對(duì)分組信息造成混亂. 其三, 避免不需要貪婪匹配的場(chǎng)合發(fā)生貪婪匹配, 貪婪匹配是正則引擎的一個(gè)重要特性, 要說(shuō)清楚其機(jī)理可能還需要另外開一個(gè)專題了. 對(duì)這一點(diǎn), 還以上例說(shuō)明一下:
使用不帶分組的正則表達(dá)式:

代碼:

匹配模式為:

代碼:

這個(gè)正則表達(dá)式的問(wèn)題在于, 他匹配的是"members" 或 "guests: \d+", 這是模式中貪婪"消費(fèi)"字符引起的. 而通過(guò)增加括號(hào)進(jìn)行分組, 使正則引擎將兩個(gè)匹配選項(xiàng)作為一個(gè)組處理, 從而正確匹配其中的一個(gè)匹配項(xiàng).

• (?=)正聲明組, 非捕獲. 此分組中的模式必須出現(xiàn)在聲明的右側(cè), 并且, 這個(gè)模式不構(gòu)成匹配結(jié)果的一部分. 舉例:
  源文本:

代碼:

使用正則表達(dá)式:

代碼:

此模式中規(guī)定了\s\d+必須出現(xiàn)在\S+聲明的右側(cè). 也就是說(shuō), 在至少一個(gè)非空格字符(聲明)的右側(cè)必須出現(xiàn)一個(gè)空格字符和至少一個(gè)數(shù)字, 而且只有這個(gè)聲明構(gòu)成匹配結(jié)果. 匹配模式結(jié)果如下:

代碼:

這兩次匹配中不被捕捉.

• (?!)負(fù)聲明組, 非捕獲. 此分組中的模式不得出現(xiàn)在聲明的右側(cè), 并且, 這個(gè)模式不構(gòu)成匹配結(jié)果的一部分. 還是用上面的例子:
  使用正則表達(dá)式:

代碼:

此模式中規(guī)定了","不得出現(xiàn)在\d{2}聲明的右側(cè). 也就是說(shuō), 在連續(xù)兩個(gè)數(shù)字(聲明)的右側(cè)不得出現(xiàn)逗號(hào)才能被匹配. 匹配模式結(jié)果如下:

代碼:

這兩次匹配中不被捕捉.

嚴(yán)格的說(shuō), 后面兩個(gè)分組不能稱之為分組, 他們只是模式聲明, 他們不能成為匹配結(jié)果, 也不能被捕獲. 在正則全集中, 還有反向聲明分組(?<=)(?<!)和非回溯分組(?>), 在emeditor中不被支持.

說(shuō)到括號(hào)的功能, 本來(lái)正則中的一個(gè)重要指令-條件指令和分組內(nèi)聯(lián)設(shè)定是不得不說(shuō)的, 可惜的是... emeditor也同樣不支持~~~~

在前面的例子中一直提到匹配之后的操作, 而這個(gè)進(jìn)一步的操作最常見(jiàn)的就是替換. 先繼續(xù)上面的例子:
源文本:

代碼:

使用搜索正則表達(dá)式:

代碼:

和替換正則表達(dá)式:

代碼:

匹配模式結(jié)果如下:

代碼:

替換后的文本為:

代碼:

其中members和guests在兩次匹配中被捕捉, 在隨后被引用, 并添加ccf-前綴后替換源文本中的匹配字符.
在匹配模式中的分組匹配結(jié)果將按前后順序被正則引擎分別賦予內(nèi)部組號(hào), 在替換操作中就可以用\加上這個(gè)組號(hào)來(lái)引用相應(yīng)的匹配結(jié)果. 繼續(xù)上例:
使用搜索正則表達(dá)式:

代碼:

和替換正則表達(dá)式:

代碼:

匹配模式結(jié)果如下:

代碼:

替換后的文本為:

代碼:

在emeditor的正則子集中增加了一個(gè)特殊的引用: \0 , \0 將引用上次的匹配結(jié)果, 繼續(xù)把:
使用搜索正則表達(dá)式:

代碼:

和替換正則表達(dá)式:

代碼:

匹配模式結(jié)果如下:

代碼:

替換后的文本為:

代碼:

作為一個(gè)編輯軟件, emeditor的正則子集中增加了一些替換修飾符:

• \U 大寫修飾. 將其后的所有的字符替換為大寫
• \L 小寫修飾. 將其后的所有的字符替換為小寫
• \H 半角修飾. 將其后的所有的字符替換為半角字符. 寫到這里, 不得不稱許一下emeditor對(duì)中文的良好支持, 這個(gè)\H至少我是很常用的, 不喜歡看到文本里面都是些１２３ａｂｃ之類的全角字符...
• \F 全角修飾. 將其后的所有的字符替換為全角字符
• \E 關(guān)閉之前的\U, \L, \H, \F修飾.