Python基礎之正規表示式

上善若泪發表於2024-06-30

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目錄
  • 1 正規表示式
    • 1.1 簡介
    • 1.2 match和search
      • 1.2.1 re.match函式
      • 1.2.2 re.search方法
      • 1.2.3 re.match 與 re.search的區別
    • 1.3 檢索和替換
      • 1.3.1 re.sub
      • 1.3.2 compile
      • 1.3.3 findall
      • 1.3.4 re.finditer
      • 1.3.5 re.split
    • 1.4 正規表示式物件
    • 1.5 正規表示式修飾符
      • 1.5.1 可選標誌
      • 1.5.2 正規表示式模式

1 正規表示式

1.1 簡介

正規表示式是一個特殊的字元序列,它能方便的檢查一個字串是否與某種模式匹配。
在 Python 中,使用 re 模組來處理正規表示式。
re 模組提供了一組函式,允許你在字串中進行模式匹配、搜尋和替換操作。
re 模組使 Python 語言擁有完整的正規表示式功能。

1.2 match和search

1.2.1 re.match函式

re.match 嘗試從字串的起始位置匹配一個模式,如果不是起始位置匹配成功的話,match() 就返回 None

函式語法:re.match(pattern, string, flags=0)
函式引數說明:

  • pattern:匹配的正規表示式
  • string:要匹配的字串。
  • flags:標誌位,用於控制正規表示式的匹配方式,如:是否區分大小寫,多行匹配等等

匹配成功 re.match 方法返回一個匹配的物件,否則返回 None

可以使用 group(num)groups() 匹配物件函式來獲取匹配表示式。

  • group(num=0):匹配的整個表示式的字串,group() 可以一次輸入多個組號,在這種情況下它將返回一個包含那些組所對應值的元組。
  • groups():返回一個包含所有小組字串的元組,從 1 到 所含的小組號。
import re
print(re.match('www', 'www.baidu.com').span())  # 在起始位置匹配
print(re.match('com', 'www.baidu.com'))         # 不在起始位置匹配

輸出結果為:
(0, 3)
None
import re
 
line = "Cats are smarter than dogs"
# .* 表示任意匹配除換行符(\n、\r)之外的任何單個或多個字元
# (.*?) 表示"非貪婪"模式,只儲存第一個匹配到的子串
matchObj = re.match( r'(.*) are (.*?) .*', line, re.M|re.I)
 
if matchObj:
   print ("matchObj.group() : ", matchObj.group())
   print ("matchObj.group(1) : ", matchObj.group(1))
   print ("matchObj.group(2) : ", matchObj.group(2))
else:
   print ("No match!!")

執行結果如下:

matchObj.group() :  Cats are smarter than dogs
matchObj.group(1) :  Cats
matchObj.group(2) :  smarter

1.2.2 re.search方法

re.search 掃描整個字串並返回第一個成功的匹配。

函式語法:re.search(pattern, string, flags=0)
函式引數說明:

  • pattern:匹配的正規表示式
  • string:要匹配的字串。
  • flags:標誌位,用於控制正規表示式的匹配方式,如:是否區分大小寫,多行匹配等等

匹配成功re.search方法返回一個匹配的物件,否則返回None。
我們可以使用group(num)groups() 匹配物件函式來獲取匹配表示式。

  • group(num=0):匹配的整個表示式的字串,group() 可以一次輸入多個組號,在這種情況下它將返回一個包含那些組所對應值的元組。
  • groups():返回一個包含所有小組字串的元組,從 1 到 所含的小組號。
import re
 
print(re.search('www', 'www.baicu.com').span())  # 在起始位置匹配
print(re.search('com', 'www.baidu.com').span())         # 不在起始位置匹配
以上例項執行輸出結果為:

(0, 3)
(11, 14)
import re
 
line = "Cats are smarter than dogs"
 
searchObj = re.search( r'(.*) are (.*?) .*', line, re.M|re.I)
 
if searchObj:
   print ("searchObj.group() : ", searchObj.group())
   print ("searchObj.group(1) : ", searchObj.group(1))
   print ("searchObj.group(2) : ", searchObj.group(2))
else:
   print ("Nothing found!!")

執行結果如下:
searchObj.group() :  Cats are smarter than dogs
searchObj.group(1) :  Cats
searchObj.group(2) :  smarter

1.2.3 re.match 與 re.search的區別

re.match 只匹配字串的開始,如果字串開始不符合正規表示式,則匹配失敗,函式返回 None,而 re.search 匹配整個字串,直到找到一個匹配。

import re
 
line = "Cats are smarter than dogs"
matchObj = re.match( r'dogs', line, re.M|re.I)
if matchObj:
   print ("match --> matchObj.group() : ", matchObj.group())
else:
   print ("No match!!")
 
matchObj = re.search( r'dogs', line, re.M|re.I)
if matchObj:
   print ("search --> matchObj.group() : ", matchObj.group())
else:
   print ("No match!!")

執行結果如下:
No match!!
search --> matchObj.group() :  dogs

1.3 檢索和替換

1.3.1 re.sub

Python 的re模組提供了re.sub用於替換字串中的匹配項。
語法:re.sub(pattern, repl, string, count=0, flags=0)

  • pattern:正則中的模式字串。
  • repl:替換的字串,也可為一個函式。
  • string:要被查詢替換的原始字串。
  • count:模式匹配後替換的最大次數,預設 0 表示替換所有的匹配。
  • flags:編譯時用的匹配模式,數字形式。

前三個為必選引數,後兩個為可選引數。

import re
phone = "2004-959-559 # 這是一個電話號碼" 
# 刪除註釋
num = re.sub(r'#.*$', "", phone)
print ("電話號碼 : ", num) 
# 移除非數字的內容
num = re.sub(r'\D', "", phone)
print ("電話號碼 : ", num)

執行結果如下:

電話號碼 :  2004-959-559 
電話號碼 :  2004959559

repl 引數是一個函式
以下例項中將字串中的匹配的數字乘以 2:

import re
# 將匹配的數字乘以 2
def double(matched):
    value = int(matched.group('value'))
    return str(value * 2)
 
s = 'A23G4HFD567'
print(re.sub('(?P<value>\d+)', double, s))

輸出結果為:
A46G8HFD1134

1.3.2 compile

compile 函式用於編譯正規表示式,生成一個正規表示式( Pattern )物件,供 match() 和 search() 這兩個函式使用。

語法格式為:re.compile(pattern[, flags])

  • pattern:一個字串形式的正規表示式
  • flags:可選,表示匹配模式,比如忽略大小寫,多行模式等,具體引數為:
    • re.IGNORECASE 或 re.I:- 使匹配對大小寫不敏感
    • re.L:表示特殊字符集 \w, \W, \b, \B, \s, \S 依賴於當前環境
    • re.MULTILINE 或 re.M:多行模式,改變 ^$ 的行為,使它們匹配字串的每一行的開頭和結尾。
    • re.DOTALL 或 re.S:使 . 匹配包括換行符在內的任意字元。
    • re.ASCII:使 \w, \W, \b, \B, \d, \D, \s, \S 僅匹配 ASCII 字元。
    • re.VERBOSE 或 re.X:忽略空格和註釋,可以更清晰地組織複雜的正規表示式。

這些標誌可以單獨使用,也可以透過按位或(|)組合使用。例如, re.IGNORECASE | re.MULTILINE表示同時啟用忽略大小寫和多行模式。

import re
pattern = re.compile(r'\d+')                    # 用於匹配至少一個數字
m = pattern.match('one12twothree34four')        # 查詢頭部,沒有匹配
print( m )
None
m = pattern.match('one12twothree34four', 2, 10) # 從'e'的位置開始匹配,沒有匹配
print( m )
None
m = pattern.match('one12twothree34four', 3, 10) # 從'1'的位置開始匹配,正好匹配
print( m )                                        # 返回一個 Match 物件
<_sre.SRE_Match object at 0x10a42aac0>
m.group(0)   # 可省略 0
'12'
m.start(0)   # 可省略 0
3
m.end(0)     # 可省略 0
5
m.span(0)    # 可省略 0
(3, 5)

在上面,當匹配成功時返回一個 Match 物件,其中:

  • group([group1, …]):方法用於獲得一個或多個分組匹配的字串,當要獲得整個匹配的子串時,可直接使用 group() 或 group(0);
  • start([group]):方法用於獲取分組匹配的子串在整個字串中的起始位置(子串第一個字元的索引),引數預設值為 0;
  • end([group]):方法用於獲取分組匹配的子串在整個字串中的結束位置(子串最後一個字元的索引+1),引數預設值為 0;
  • span([group]):方法返回 (start(group), end(group))。

再看看一個例子:

import re
pattern = re.compile(r'([a-z]+) ([a-z]+)', re.I)   # re.I 表示忽略大小寫
m = pattern.match('Hello World Wide Web')
print( m )                            # 匹配成功,返回一個 Match 物件
<_sre.SRE_Match object at 0x10bea83e8>
m.group(0)                            # 返回匹配成功的整個子串
'Hello World'
m.span(0)                             # 返回匹配成功的整個子串的索引
(0, 11)
m.group(1)                            # 返回第一個分組匹配成功的子串
'Hello'
m.span(1)                             # 返回第一個分組匹配成功的子串的索引
(0, 5)
m.group(2)                            # 返回第二個分組匹配成功的子串
'World'
m.span(2)                             # 返回第二個分組匹配成功的子串索引
(6, 11)
m.groups()                            # 等價於 (m.group(1), m.group(2), ...)
('Hello', 'World')
>>> m.group(3)                            # 不存在第三個分組
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: no such group

1.3.3 findall

在字串中找到正規表示式所匹配的所有子串,並返回一個列表,如果有多個匹配模式,則返回元組列表,如果沒有找到匹配的,則返回空列表。

注意matchsearch 是匹配一次 findall 匹配所有。

語法格式為:re.findall(pattern, string, flags=0)
pattern.findall(string[, pos[, endpos]])
引數:

  • pattern:匹配模式。
  • string:待匹配的字串。
  • pos:可選引數,指定字串的起始位置,預設為 0。
  • endpos:可選引數,指定字串的結束位置,預設為字串的長度。
    查詢字串中的所有數字:
import re
 
result1 = re.findall(r'\d+','test 123 google 456')
pattern = re.compile(r'\d+')   # 查詢數字
result2 = pattern.findall('test 123 google 456')
result3 = pattern.findall('te88st123google456', 0, 10)
 
print(result1)
print(result2)
print(result3)
輸出結果:

['123', '456']
['123', '456']
['88', '12']

多個匹配模式,返回元組列表:

import re

result = re.findall(r'(\w+)=(\d+)', 'set width=20 and height=10')
print(result)
[('width', '20'), ('height', '10')]

1.3.4 re.finditer

findall 類似,在字串中找到正規表示式所匹配的所有子串,並把它們作為一個迭代器返回。
re.finditer(pattern, string, flags=0)

  • pattern:匹配的正規表示式
  • string:要匹配的字串。
  • flags:標誌位,用於控制正規表示式的匹配方式,如:是否區分大小寫,多行匹配等等
import re

it = re.finditer(r"\d+","12a32bc43jf3") 
for match in it: 
    print (match.group() )
輸出結果:

12 
32 
43 
3

1.3.5 re.split

split 方法按照能夠匹配的子串將字串分割後返回列表,它的使用形式如下:re.split(pattern, string[, maxsplit=0, flags=0])

  • pattern:匹配的正規表示式
  • string:要匹配的字串。
  • maxsplit:分割次數,maxsplit=1 分割一次,預設為 0,不限制次數。
  • flags:標誌位,用於控制正規表示式的匹配方式,如:是否區分大小寫,多行匹配等等
>>>import re
>>> re.split('\W+', 'baidu, baidu, baidu.')
['baidu', 'baidu', 'baidu', '']
>>> re.split('(\W+)', ' baidu, baidu, baidu.') 
['', ' ', 'baidu', ', ', 'baidu', ', ', 'baidu', '.', '']
>>> re.split('\W+', ' baidu, baidu, baidu.', 1) 
['', 'baidu, baidu, baidu.']
 
>>> re.split('a*', 'hello world')   # 對於一個找不到匹配的字串而言,split 不會對其作出分割
['hello world']

1.4 正規表示式物件

re.RegexObject
re.compile() 返回 RegexObject 物件。

re.MatchObject
group() 返回被 RE 匹配的字串。

  • start():返回匹配開始的位置
  • end():返回匹配結束的位置
  • span():返回一個元組包含匹配 (開始,結束) 的位置

1.5 正規表示式修飾符

1.5.1 可選標誌

正規表示式可以包含一些可選標誌修飾符來控制匹配的模式。
以下標誌可以單獨使用,也可以透過按位或(|)組合使用。例如,re.IGNORECASE | re.MULTILINE 表示同時啟用忽略大小寫和多行模式。

修飾符 描述
re.IGNORECASE 或 re.I 使匹配對大小寫不敏感
re.MULTILINE 或 re.M 多行匹配,影響 ^$,使它們匹配字串的每一行的開頭和結尾。
re.DOTALL 或 re.S 使 . 匹配包括換行符在內的任意字元。
re.ASCII 使 \w, \W, \b, \B, \d, \D, \s, \S 僅匹配 ASCII 字元。
re.VERBOSE 或 re.X 忽略空格和註釋,可以更清晰地組織複雜的正規表示式。

1.5.2 正規表示式模式

模式字串使用特殊的語法來表示一個正規表示式。
字母和數字表示他們自身。一個正規表示式模式中的字母和數字匹配同樣的字串。
多數字母和數字前加一個反斜槓時會擁有不同的含義。
標點符號只有被轉義時才匹配自身,否則它們表示特殊的含義。
反斜槓本身需要使用反斜槓轉義。
由於正規表示式通常都包含反斜槓,所以你最好使用原始字串來表示它們。模式元素(如 r'\t',等價於 \t )匹配相應的特殊字元。

模式 描述
^ 匹配字串的開頭
$ 匹配字串的末尾
. 匹配任意字元,除了換行符,當re.DOTALL標記被指定時,則可以匹配包括換行符的任意字元。
[...] 用來匹配所包含的任意一個字元,例如 [amk] 匹配 'a','m'或'k'
[^...] 不在[]中的字元:[^abc] 匹配除了a,b,c之外的字元。
re* 匹配0個或多個的表示式。
re+ 匹配1個或多個的表示式。
re? 匹配0個或1個由前面的正規表示式定義的片段,非貪婪方式
re 匹配n個前面表示式。例如,"o{2}"不能匹配"Bob"中的"o",但是能匹配"food"中的兩個o。
re 精確匹配n個前面表示式。例如,"o{2,}"不能匹配"Bob"中的"o",但能匹配"foooood"中的所有o。"o{1,}"等價於"o+"。"o{0,}"則等價於"o*"。
re 匹配 n 到 m 次由前面的正規表示式定義的片段,貪婪方式
a| b 匹配a或b
(re) 匹配括號內的表示式,也表示一個組
(?imx) 正規表示式包含三種可選標誌:i, m, 或 x 。隻影響括號中的區域。
(?-imx) 正規表示式關閉 i, m, 或 x 可選標誌。隻影響括號中的區域。
(?: re) 類似 (...), 但是不表示一個組
(?imx: re) 在括號中使用i, m, 或 x 可選標誌
(?-imx: re) 在括號中不使用i, m, 或 x 可選標誌
(?#...) 註釋.
(?= re) 前向肯定界定符。如果所含正規表示式,以 ... 表示,在當前位置成功匹配時成功,否則失敗。但一旦所含表示式已經嘗試,匹配引擎根本沒有提高;模式的剩餘部分還要嘗試界定符的右邊。
(?! re) 前向否定界定符。與肯定界定符相反;當所含表示式不能在字串當前位置匹配時成功。
(?> re) 匹配的獨立模式,省去回溯。
\w 匹配數字字母下劃線
\W 匹配非數字字母下劃線
\s 匹配任意空白字元,等價於 [\t\n\r\f]。
\S 匹配任意非空字元
\d 匹配任意數字,等價於 [0-9]
\D 匹配任意非數字
\A 匹配字串開始
\Z 匹配字串結束,如果是存在換行,只匹配到換行前的結束字串
\z 匹配字串結束
\G 匹配最後匹配完成的位置。
\b 匹配一個單詞邊界,也就是指單詞和空格間的位置。例如, 'er\b' 可以匹配"never" 中的 'er',但不能匹配 "verb" 中的 'er'。
\B 匹配非單詞邊界。'er\B' 能匹配 "verb" 中的 'er',但不能匹配 "never" 中的 'er'。
\n, \t, 匹配一個換行符。匹配一個製表符, 等
\1...\9 匹配第n個分組的內容。
\10 匹配第n個分組的內容,如果它經匹配。否則指的是八進位制字元碼的表示式。

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