一、正則表達式
我們在處理文本等工作時經常會用到正則表達式(regular expression),正則表達式不是一個程序,而是用於處理字符串的一種模式,當我們想用它來匹配字符串,就必須使用支持正則表達式的工具,比如 Linux 中的 awk, sed, grep,或者編程語言 Perl, Python, Java 等。下圖爲部分元字符說明
二、re 模塊
在 Python 中,我們可以使用內置的 re 模塊來使用正則表達式。有一點需要特別注意的是,正則表達式使用 \ 對特殊字符進行轉義,比如,爲了匹配字符串 ‘python.org’,我們需要使用正則表達式 'python\.org',而 Python 的字符串本身也用 \ 轉義,所以上面的正則表達式在 Python 中應該寫成 'python\\.org',這會很容易陷入 \ 的困擾中,解決這個問題的一個方法是使用 Python 的原始字符串,即只需加一個 r 前綴,那麼上面的正則表達式可以寫成:r'python\.org'。
re 模塊提供了不少有用的函數,用以匹配字符串,比如:
①compile 函數
②match 函數
③search 函數
④findall 函數
⑤finditer 函數
⑥split 函數
⑦sub 函數
⑧subn 函數
re 模塊的一般使用步驟如下:
①使用 compile 函數將正則表達式的字符串形式編譯爲一個 Pattern 對象;
②通過 Pattern 對象提供的一系列方法對文本進行匹配查找,獲得匹配結果(一個 Match 對象);
③最後使用 Match 對象提供的屬性和方法獲得信息,根據需要進行其他的操作。
三、具體操作
3.1 compile 函數
compile 函數用於編譯正則表達式,生成一個 Pattern 對象,一般使用形式爲:re.compile(pattern[, flag]),其中,pattern 是一個字符串形式的正則表達式,flag 是一個可選參數,表示匹配模式,比如忽略大小寫,多行模式等。下面是一個具體例子:
>>>import re
>>>pattern = re.compile(r'\d+') # 將正則表達式編譯成 Pattern對象
我們上面已將一個正則表達式編譯成 Pattern 對象,接下來,我們就可以利用 pattern 的一系列方法對文本進行匹配查找了。Pattern 對象的一些常用方法主要有:
①match 方法
②search 方法
③findall 方法
④finditer 方法
⑤split 方法
⑥sub 方法
⑦subn 方法
⑧match 方法
3.2 match 方法
match 方法用於查找字符串的頭部(也可以指定起始位置),它是一次匹配,只要找到了一個匹配的結果就返回,而不是查找所有匹配的結果。它的一般使用形式如:match(string[, pos[, endpos]])
其中,string 是待匹配的字符串,pos和 endpos 是可選參數,指定字符串的起始和終點位置,默認值分別是 0 和 len (字符串長度)。因此,當你不指定 pos 和 endpos 時,match方法默認匹配字符串的頭部。當匹配成功時,返回一個 Match 對象,如果沒有匹配上,則返回 None。如:
>>> import re
>>> pattern =re.compile(r'\d+') # 用於匹配至少一個數字
>>> m = pattern.match('one12twothree34four') # 查找頭部,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 對象
<_sre.SRE_Match object at0x10a42aac0>
>>> 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 對象,其中:
①group([group1, …]) 方法用於獲得一個或多個分組匹配的字符串,當要獲得整個匹配的子串時,可直接使用 group() 或 group(0);
②start([group]) 方法用於獲取分組匹配的子串在整個字符串中的起始位置(子串第一個字符的索引),參數默認值爲 0;
③end([group]) 方法用於獲取分組匹配的子串在整個字符串中的結束位置(子串最後一個字符的索引+1),參數默認值爲 0;
④span([group]) 方法返回(start(group), end(group))。
如下具體例子:
>>> 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 WorldWide Web')
>>> print m # 匹配成功,返回一個 Match 對象
<_sre.SRE_Match object at0x10bea83e8>
>>> 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
(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: nosuch group
3.3 search 方法
search 方法用於查找字符串的任何位置,它也是一次匹配,只要找到了一個匹配的結果就返回,而不是查找所有匹配的結果,它的一般使用形式如下:search(string[, pos[, endpos]]),其中,string 是待匹配的字符串,pos和 endpos 是可選參數,指定字符串的起始和終點位置,默認值分別是 0 和 len (字符串長度)。當匹配成功時,返回一個 Match 對象,如果沒有匹配上,則返回 None。如下具體例子:
>>> import re
>>> pattern = re.compile('\d+')
>>> m =pattern.search('one12twothree34four') # 這裏如果使用 match 方法則不匹配
>>> m
<_sre.SRE_Match object at0x10cc03ac0>
>>> m.group()
'12'
>>> m =pattern.search('one12twothree34four', 10, 30) # 指定字符串區間
>>> m
<_sre.SRE_Match object at0x10cc03b28>
>>> m.group()
'34'
>>> m.span()
(13, 15)
3.4 findall 方法
上面的 match 和 search 方法都是一次匹配,只要找到了一個匹配的結果就返回。然而,在大多數時候,我們需要搜索整個字符串,獲得所有匹配的結果。
findall 方法的使用形式如:findall(string[, pos[, endpos]]),其中,string 是待匹配的字符串,pos和 endpos 是可選參數,指定字符串的起始和終點位置,默認值分別是 0 和 len (字符串長度)。findall 以列表形式返回全部能匹配的子串,如果沒有匹配,則返回一個空列表。
看看例子:
>>>import re
>>>pattern = re.compile(r'\d+') # 查找數字
>>>result1 = pattern.findall('hello 123456789')
>>>result2 =pattern.findall('one1two2three3four4', 0, 10)
>>>print result1,result2
執行結果:
['123456', '789'],['1', '2']
3.5 finditer 方法
finditer 方法的行爲跟findall 的行爲類似,也是搜索整個字符串,獲得所有匹配的結果。但它返回一個順序訪問每一個匹配結果(Match對象)的迭代器。如下例子:
# -*- coding: utf-8 -*-
import re
pattern = re.compile(r'\d+')
result_iter1 = pattern.finditer('hello123456 789')
result_iter2 = pattern.finditer('one1two2three3four4',0, 10)
print type(result_iter1)
print type(result_iter2)
print 'result1...'
for m1 in result_iter1: # m1 是 Match 對象
print 'matching string: {}, position: {}'.format(m1.group(), m1.span())
print 'result2...'
for m2 in result_iter2:
print 'matching string: {}, position: {}'.format(m2.group(), m2.span())
執行結果:
<type 'callable-iterator'>
<type 'callable-iterator'>
result1...
matching string: 123456, position: (6, 12)
matching string: 789, position: (13, 16)
result2...
matching string: 1, position: (3, 4)
matching string: 2, position: (7, 8)
3.6 split 方法
split 方法按照能夠匹配的子串將字符串分割後返回列表,它的使用形式如下:split(string[, maxsplit]),其中,maxsplit 用於指定最大分割次數,不指定將全部分割。如下具體例子:
>>>import re
>>>p = re.compile(r'[\s\,\;]+')
>>>print p.split('a,b;; c d')
執行結果:['a', 'b', 'c', 'd']
3.7 sub 方法
sub 方法用於替換。它的使用形式如下:sub(repl, string[, count]),其中,repl 可以是字符串也可以是一個函數,如果 repl 是字符串,則會使用repl 去替換字符串每一個匹配的子串,並返回替換後的字符串,另外,repl 還可以使用 \id 的形式來引用分組,但不能使用編號 0;如果 repl 是函數,這個方法應當只接受一個參數(Match 對象),並返回一個字符串用於替換(返回的字符串中不能再引用分組)。count 用於指定最多替換次數,不指定時全部替換。如下具體例子:
import re
p = re.compile(r'(\w+) (\w+)')
s = 'hello 123, hello 456'
def func(m):
return 'hi' + ' ' + m.group(2)
print p.sub(r'hello world', s) # 使用 'hello world' 替換 'hello 123' 和 'hello 456'
print p.sub(r'\2 \1', s) # 引用分組
print p.sub(func, s)
print p.sub(func, s, 1) # 最多替換一次
執行結果:
hello world, hello world
123 hello, 456 hello
hi 123, hi 456
hi 123, hello 456
3.8 subn 方法
subn 方法跟 sub 方法的行爲類似,也用於替換。它的使用形式爲:subn(repl, string[, count]);它返回一個元組:(sub(repl, string[, count]), 替換次數),元組有兩個元素,第一個元素是使用 sub 方法的結果,第二個元素返回原字符串被替換的次數。如下例子:
import re
p = re.compile(r'(\w+) (\w+)')
s = 'hello 123, hello 456'
def func(m):
return 'hi' + ' ' + m.group(2)
print p.subn(r'hello world', s)
print p.subn(r'\2 \1', s)
print p.subn(func, s)
print p.subn(func, s, 1)
執行結果:
('hello world, hello world', 2)
('123 hello, 456 hello', 2)
('hi 123, hi 456', 2)
('hi 123, hello 456', 1)
3.9 其他
事實上,使用 compile 函數生成的 Pattern 對象的一系列方法跟 re 模塊的多數函數是對應的,但在使用上有細微差別。
①match 函數
match 函數的使用形式如下:re.match(pattern, string[, flags]),其中,pattern 是正則表達式的字符串形式,比如 \d+, [a-z]+。
而 Pattern 對象的 match方法使用形式是:match(string[, pos[, endpos]])。
可以看到,match 函數不能指定字符串的區間,它只能搜索頭部,如下例子:
import re
m1 = re.match(r'\d+','One12twothree34four')
if m1:
print 'matching string:',m1.group()
else:
print 'm1 is:',m1
m2 = re.match(r'\d+', '12twothree34four')
if m2:
print 'matching string:', m2.group()
else:
print 'm2 is:',m2
執行結果:
m1 is: None
matching string: 12
②search 函數
search 函數的使用形式如下:re.search(pattern, string[, flags])。
search 函數不能指定字符串的搜索區間,用法跟 Pattern 對象的 search 方法類似。
③findall 函數
findall 函數的使用形式如下:re.findall(pattern, string[, flags])
findall 函數不能指定字符串的搜索區間,用法跟 Pattern 對象的 findall 方法類似。如下例子:
import re
print re.findall(r'\d+', 'hello 12345 789')
# 輸出
['12345', '789']
④finditer 函數
finditer 函數的使用方法跟Pattern 的 finditer 方法類似,形式如下:re.finditer(pattern, string[, flags])。
⑤split 函數
split 函數的使用形式如下:re.split(pattern, string[, maxsplit])。
⑥sub 函數
sub 函數的使用形式如下:re.sub(pattern, repl, string[, count])。
⑦subn 函數
subn 函數的使用形式如下:re.subn(pattern, repl, string[, count])。
3.10 使用哪種方式?
從上文可以看到,使用 re 模塊有兩種方式:
①使用 re.compile 函數生成一個 Pattern 對象,然後使用 Pattern 對象的一系列方法對文本進行匹配查找;
②直接使用 re.match, re.search 和 re.findall 等函數直接對文本匹配查找;
下面,我們用一個例子展示這兩種方法。
①
import re
# 將正則表達式先編譯成Pattern 對象
pattern = re.compile(r'\d+')
print pattern.match('123, 123')
print pattern.search('234, 234')
print pattern.findall('345, 345')
②
import re
print re.match(r'\d+', '123, 123')
print re.search(r'\d+', '234, 234')
print re.findall(r'\d+', '345, 345')
如果一個正則表達式需要用到多次(比如上面的 \d+),在多種場合經常需要被用到,出於效率的考慮,我們應該預先編譯該正則表達式,生成一個 Pattern 對象,再使用該對象的一系列方法對需要匹配的文件進行匹配;而如果直接使用re.match,re.search 等函數,每次傳入一個正則表達式,它都會被編譯一次,效率就會大打折扣。因此,我們推薦使用第1 種用法。
匹配中文,在某些情況下,我們想匹配文本中的漢字,有一點需要注意的是,中文的 unicode 編碼範圍主要在 [\u4e00-\u9fa5],這裏說主要是因爲這個範圍並不完整,比如沒有包括全角(中文)標點,不過,在大部分情況下,應該是夠用的。
假設現在想把字符串 title = u'你好,hello,世界' 中的中文提取出來,可以這麼做:
# -*- coding: utf-8 -*-
import re
title = u'你好,hello,世界'
pattern = re.compile(ur'[\u4e00-\u9fa5]+')
result = pattern.findall(title)
print result
注意到,我們在正則表達式前面加上了兩個前綴 ur,其中 r 表示使用原始字符串,u 表示是unicode 字符串。
執行結果:
[u'\u4f60\u597d', u'\u4e16\u754c']
貪婪匹配,在 Python 中,正則匹配默認是貪婪匹配(在少數語言中可能是非貪婪),也就是匹配儘可能多的字符。比如,我們想找出字符串中的所有 div 塊:
import re
content ='aa<div>test1</div>bb<div>test2</div>cc'
pattern =re.compile(r'<div>.*</div>')
result = pattern.findall(content)
print result
執行結果:
['<div>test1</div>bb<div>test2</div>']
由於正則匹配是貪婪匹配,也就是儘可能多的匹配,因此,在成功匹配到第一個</div> 時,它還會向右嘗試匹配,查看是否還有更長的可以成功匹配的子串。如果我們想非貪婪匹配,可以加一個 ?,如下:import re
content ='aa<div>test1</div>bb<div>test2</div>cc'
pattern =re.compile(r'<div>.*?</div>')
result = pattern.findall(content)
print result
結果:
['<div>test1</div>','<div>test2</div>']
四、小結
re 模塊的一般使用步驟如下:
①使用 compile 函數將正則表達式的字符串形式編譯爲一個 Pattern 對象;
②通過 Pattern 對象提供的一系列方法對文本進行匹配查找,獲得匹配結果(一個 Match對象);
③最後使用 Match 對象提供的屬性和方法獲得信息,根據需要進行其他的操作;
最後需要注意的是Python 的正則匹配默認是貪婪匹配。