简介
-- 后面有很多习题，可以先做题目再来看文章
参考资料：https://docs.python.org/3/howto/index.html
正则表达式(Regular expressions REs或regexes或regex patterns）本质是小的且高度专业化的编程语言。它嵌入到 Python 中，调用使用re模块。需要指定一些规则来描述那些你希望匹配的字符串集合。这些字符串集合可能包含英语句子、e-mail地址、TeX 命令，或任何你想要的东东。然后可以提出问题，例如“字符串是否匹配该模式？”或“模式是否匹配字符串？”。 您还可以使用RE修改字符串或以各种方式拆分它。
正则表达式模式被编译成字节码，然后由 C 语言写的匹配引擎执行。对于高级的使用，你可能需要关注匹配引擎是如何执行给定RE，并通过一定的方式来编写RE，以便产生运行得更快的字节码。
正则表达式语言小而严格，不是所有的字符处理都可以使用正则表达式。还有一些任务，可以使用正则表达式来完成，但是表达式非常复杂。在这种情况下编写 Python 代码来处理会更好些；尽管 Python 代码比精巧的正则表达式执行起来会慢一些，但可能会更容易理解。
简单的模式
字符匹配
大多数字母和字符会匹配它们自身。举个例子，正则表达式test将完全匹配字符串test(你可以启用不区分大小写模式，该正则表达式可以匹配Test或TEST)。
这条规则有例外; 有些字符是特殊的元字符，不匹配自身。 相反，它们匹配一些与众不同的东西，或者通过重复它们或改变它们的含义来影响RE的其他部分。
这是元字符的完整列表
#!python
. ^ $ * + ? { } [ ] \ | ( )
方括号 [ ]指定用于存放你需要匹配的字符集合。例如 [abc] 会匹配字符 a，b 或 c；[a-c] 可以实现相同功能。后者使用范围来表示与前者相同的字符集合。如果你想只匹配小写字母，你的 RE 可能写成 [a-z]。
注意方括号元字符在中不会触发特殊功能例如 [akm] 会匹配字符 'a'，'k'，'m' 或 ''。
你还可以匹配方括号中未列出的所有其它字符，开头添加 ^即可，例如 [^5] 会匹配除了 '5' 之外的任何字符。
元字符转义：前面加上一个反斜杠，以消除它们的特殊功能：[，\ 。
反斜杠后边跟一些字符还可以表示特殊的意义，例如表示十进制数字，表示所有的字母或者表示非空白的字符集合。
让我们来举个例子：\w 匹配任何单词字符。如果正则表达式以字节的形式表示，这相当字符类 [a-zA-Z0-9_]；如果正则表达式是一个字符串，\w 会匹配所有 Unicode 数据库（unicodedata 模块提供）中标记为字母的字符。你可以在编译正则表达式的时候，通过提供 re.ASCII 表示进一步限制 \w 的定义。
批注：re.ASCII 标志使得 \w 只能匹配 ASCII 字符，不要忘了，Python3 是 Unicode 的。
下边列举一些反斜杠加字符构成的特殊含义：
| 特殊字符 | 含义 |
|---|---|
| \number | 匹配相同编号的组。组从1开始编号。例如，(.+) \1匹配'the the'或'55 55'，但不匹配'thethe'（注意组后面的空格）。此特殊序列只能用于匹配前99个组。如果数字的第一个数字是0，或者数字是3个八进制数字长，则不会将其解释为组匹配，而是解释为具有八进制值编号的字符。在方括号内，所有数字转义都被视为字符。默认支持Unicode，中文标点也会作为边界。可以启用re.ASCII。 |
| \d | 匹配任何十进制数字，相当于类[0-9] |
| \D | 与 \d 相反，匹配任何非十进制数字的字符，相当于 [^0-9] |
| \s | 匹配任何空白字符（包含空格、换行符、制表符等），相当于类 [\t\n\r\f\v] |
| \S | 与 \s 相反，匹配任何非空白字符，当相于类 [^\t\n\r\f\v] |
| \w | 匹配任何字符，设置了re.ASCII的情况下等同于[a-zA-Z0-9_] |
| \W | 与 \w 相反，设置了re.ASCII的情况下等同于[^a-zA-Z0-9_] |
| \b | 匹配单词的开始或结束 |
| \B | 与 \b 相反 |
| \A | 仅匹配字符串的开始。 |
| \Z | 仅匹配字符串末尾。 |
例如 [\s,.] 匹配任何空白字符（/s 的特殊含义），',' 或 ‘.’ 。
转义字符：
\a \b \f \n
\r \t \u \U
\v \x \\
'.'匹配除了换行符以外的任何字符。如果设置re.DOTALL,它将匹配包括换行在内的任何字符。
重复
'*' : 指定前一个字符匹配零次或者多次。
例如ca*t将匹配 ct(0 个 a)，cat（1 个字符 a），caaat（3 个字符 a），等等。需要注意的是，由于受到 C 语言的 int 类型大小的内部限制，正则表达式引擎会限制字符 'a' 的重复个数不超过 20 亿个；不过，通常我们工作也用不到那么大的数据，你未必有这么大的内存。
默认的是贪婪的，当你重复匹配一个 RE 时，匹配引擎会尝试尽可能多的去匹配。直到RE不匹配或者到了结尾，匹配引擎就会回退一个字符，然后再继续尝试。
表达式 a[bcd]*b，首先需要匹配字符 'a'，然后零个到多个 [bcd]，最后以 'b' 结尾。那现在想象一下，这个 RE 匹配字符串 abcbd 会怎样？
| 步骤 | 匹配 | 说明 |
|---|---|---|
| 1 | a | 匹配 RE 的第一个字符 'a' |
| 2 | abcbd | 引擎在符合规则的情况下尽可能地匹配 [bcd]*，直到该字符串的结尾 |
| 3 | 失败 引擎尝试匹配 RE 最后一个字符 ‘b’，但当前位置已经是字符串的结尾，所以失败告终 | |
| 4 | abcb | 回退，所以 [bcd]* 匹配少一个字符 |
| 5 | 失败 | 再一次尝试匹配 RE 最后一个字符 'b'，但字符串最后一个字符是 'd'，所以失败告终 |
| 6 | abc | 再次回退，所以 [bcd]* 这次只匹配 'bc' |
| 7 | abcb | 再一次尝试匹配这符 'b'，这一次字符串当前位置指向的字符正好是 'b'，匹配成功。最终，RE 匹配的结果是 abcb 。 |
另一个实现重复的元字符是 +，用于指定前一个字符匹配一次或者多次。
要特别注意 * 和 + 的区别：* 匹配的是零次或者多次，所以被重复的内容可能压根儿不会出现；+ 至少需要出现一次。例如 ca+t 会匹配 cat 和 caaat，但不会匹配 ct 。
还有两个表示重复的元字符，一个是问号?: 字符匹配零次或者一次。
元字符 {m,n}（m 和 n 都是十进制数），必须匹配 m 次到 n 次之间。例如 a/{1,3}b 会匹配 a/b，a//b 和 a///b 。但不会匹配 ab(没有斜杠)；也不会匹配 a////b(斜杠超过三个)。
你可以省略 m 或者 n，这样的话，引擎会用合理的值代替。 m默认为0；n 默认为 20 亿。
{0,}跟’*‘ 是一样的；{1,}跟‘+’是一样的；{0,1} 跟？是一样的。不过还是鼓励大家记住并使用 * 、+ 和 ?，因为这些字符更短并且更容易阅读。
习题
1, 下面那些不是python3正则表达式的元字符：
A $ B - C * D ？ E /
参考答案：B E
2,python3正则表达式r'\bfoo\b'匹配下面哪些字符串
A 'foo' B 'foo.' C '(foo)' D 'bar foo baz' E 'foobar' F 'foo3'
参考答案：A B C D
3,python3正则表达式r'\bfoo\b'匹配下面哪些字符串
A 'foo，' B 'foo。' C '(foo！' D 'bar foo baz' E 'foobar' F 'foo3'
参考答案：A B C D
4，下面python3正则表达式元字符的描述哪些是错误的。
A. 默认\w不能匹配汉字
B. 默认\w能匹配汉字
C. 默认.能匹配换行符
D. 默认.不能匹配换行符
参考答案：A C
使用正则表达式
Python通过re模块提供正则表达式支持，并可将正则表达式编译成对象，用它们来进行匹配。
编译正则表达式
正则表达式编译为模式对象，该对象拥有各种方法，如查找模式匹配或者执行字符串替换。
>>> import re
>>> p = re.compile('ab*')
>>> p
re.compile('ab*')
re.compile()也接受可选的flags 参数，用于开启各种特殊功能和语法变化。
简单的例子：
>>> p = re.compile('ab*', re.IGNORECASE)
正则表达式作为字符串参数传给 re.compile() 。由于正则表达式并不是 Python语言的核心部分，因此没有为它提供特殊的语法支持，所以正则表达式只能以字符串的形式表示。
原始字符串
'\section' 要用'\\section'表示。不巧，Python 字符串也使用 '\' 表示字符 ''。原始字符串则方便得多：r"\section"即可。
匹配
模式对象的常用方法：
| 方法 | 功能 |
|---|---|
| match() | 判断正则表达式是否从开始处匹配一个字符串 |
| search() | 遍历字符串，找到正则表达式匹配的第一个位置 |
| findall() | 遍历字符串，找到正则表达式匹配的所有位置，并以列表的形式返回 |
| finditer() | 遍历字符串，找到正则表达式匹配的所有位置，并以迭代器的形式返回 |
如果没有找到任何匹配的话，match() 和 search() 会返回 None；如果匹配成功，则会返回匹配对象（match object），包含所有匹配的信息：例如从哪儿开始，到哪儿结束，匹配的子字符串等等。
python自带了正则表达式调试工具redemo.py：
图片.png
实例：
>>> import re
>>> p = re.compile('[a-z]+')
>>> p
re.compile('[a-z]+')
>>> p.match("")
>>> print(p.match(""))
None
>>> m = p.match('tempo')
>>> m
<re.Match object; span=(0, 5), match='tempo'>
>>> m.group()
'tempo'
>>> m.start(), m.end()
(0, 5)
>>> m.span()
(0, 5)
匹配对象包含了很多方法和属性，以下几个是最重要的：
| 方法 | 功能 |
|---|---|
| group() | 返回匹配的字符串 |
| start() | 返回匹配的开始位置 |
| end() | 返回匹配的结束位置 |
| span() | 返回元组表示匹配位置(start, end) |
match的start总是0，search() 方法则不一定了：
>>> print(p.match('::: message'))
None
>>> m = p.search('::: message'); print(m)
<re.Match object; span=(4, 11), match='message'>
>>> m.group()
'message'
>>> m.span()
(4, 11)
在实际应用中，最常用的方法是将匹配对象存放在局部变量中，并检查其返回值是否为 None 。
p = re.compile( ... )
m = p.match( 'string goes here' )
if m:
print('Match found: ', m.group())
else:
print('No match')
有两个方法可以返回所有的匹配结果，一个是 findall()，一个是 finditer() 。
findall() 返回的是一个列表：
>>> p = re.compile(r'\d+')
>>> p.findall('12 drummers drumming, 11 pipers piping, 10 lords a-leaping')
['12', '11', '10']
而 finditer() 则是将匹配对象作为迭代器返回：
>>> iterator = p.finditer('12 drummers drumming, 11 ... 10 ...')
>>> iterator
<callable_iterator object at 0x...>
>>> for match in iterator:
... print(match.span())
...
(0, 2)
(22, 24)
(29, 31)
模块级函数
re 模块同时还提供了一些全局函数，例如 match()，search()，findall()，sub() 等。这些函数跟模式对象同名方法一样，只是增加了为正则表达式字符串的第一个参数。
>>> print(re.match(r'From\s+', 'Fromage amk'))
None
>>> re.match(r'From\s+', 'From amk Thu May 14 19:12:10 1998')
<re.Match object; span=(0, 5), match='From '>
这些函数帮你自动创建模式对象，并调用相关的函数。它们还将编译好的模式对象存放在缓存中，以便将来可以快速地直接调用。
在循环中大量的使用正则表达式，预编译的话可以节省一些函数调用，用模式的方法更好。但如果是循环外部，因为有内部缓存机制，两者效率相差无几。
编译标识
编译标识可修改正则表达式的工作方式。在 re 模块下，编译标识均有完整名和简写，例如 IGNORECASE 简写是 I。
| 标志 | 含义 |
|---|---|
| ASCII，A | 使得转义符号 \w，\b，\s 和 \d 只能匹配 ASCII 字符 |
| DOTALL，S | 使得 . 匹配任何符号，包括换行符 |
| IGNORECASE，I | 不区分大小写 |
| LOCALE，L | 支持当前语言（区域）设置 |
| MULTILNE，M | 多行匹配，影响 ^ 和 $ |
| VERBOSE，X（for'extended'） | 启用详细的正则表达式, 更简洁且更容易理解。 |
下面我们来详细讲解一下它们的含义：
- I
IGNORECASE
不区分大小写。举个例子，正则表达式[a-z] 或[A-Z]会匹配对应的小写字母会匹配52个ASCII字母。还有4个非ASCII字母：'İ'(U + 0130，拉丁大写字母I上面带点)，'ı'(U + 0131，拉丁文小写字母无点i)，'s'(U + 017F，拉丁文小 字母长s)和'K'(U + 212A，开尔文标志)。 Spam 将匹配'Spam'，'spam'，'spAM'或'ſpam'（后者仅在Unicode模式下匹配）。 此小写不考虑当前区域设置; 如果您还设置了LOCALE标志，它也会。
- L
LOCALE
使得 \w，\W，\b 和 \B和大小写依赖当前的语言(区域)环境，而不是 Unicode 数据库。
区域设置是 C 语言的功能，主要作用是消除不同语言之间的差异。例如你正在处理的是法文文本，你想使用 \w+ 来匹配单词，但是 \w 只是匹配 [A-Za-z] 中的单词，并不会匹配那些法文特殊符号。python3已经推荐使用Unicode，不建议使用LOCALE。
- M
MULTILNE
通常 ^ 只匹配字符串的开头，而 则匹配字符串的结尾。改标识设置时，^ 不仅匹配字符串的开头，还匹配行首； 不仅匹配字符的结尾，还匹配行尾。
- S
DOTALL
. 可以匹配任何字符，包括换行符。如果不使用这个标志，. 将匹配除换行的所有字符。
- A
ASCII
使得 \w，\W，\b，\B，\s 和 \S 只匹配 ASCII 字符，而不是全Unicode匹配。这个标识仅对Unicode模式有意义，并忽略字节模式。
- X
VERBOSE
这个标识使你的正则表达式可以写得更可读灵活，空格会被忽略(除了出现在字符类中和使用反斜杠转义的空格)；同时允许你在正则表达式字符串使用注释，# 符号后边的内容是注释(除了出现在字符类中和使用反斜杠转义的 #)。
下边是使用 re.VERBOSE 的例子，：
charref = re.compile(r"""
&[#] # Start of a numeric entity reference
(
0[0-7]+ # Octal form
| [0-9]+ # Decimal form
| x[0-9a-fA-F]+ # Hexadecimal form
)
; # Trailing semicolon
""", re.VERBOSE)
# 没有注释
charref = re.compile("&#(0[0-7]+"
"|[0-9]+"
"|x[0-9a-fA-F]+);")
习题
1，下面关于python3 正则模式的说哪些是错误的？
A. match() 可以返回多个匹配
B. search() 必须从开头开始匹配
C. findall() 以迭代器的形式返回
D. finditer() 以列表的形式返回
答案：ABCD
2，python3 正则表达式re.compile('spam', re.IGNORECASE)匹配哪些字符串？
A.'Spam' B. 'spam' C. 'spAM' D. 'ſpam' E.'pam'
答案：ABCD
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