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正则表达式re之模块函数和编译标志

时间:2019-12-22 11:11:31

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正则表达式re之模块函数和编译标志

参考:

/goodboy514/article/details/42642427

/goodboy514/article/details/42642557

一、模块级别的函数

使用正则表达式也并非一定要创建模式对象,然后调用它的匹配方法。因为,re 模块同时还提供了一些全局函数,例如 match(),search(),findall(),sub() 等等。这些函数的第一个参数是正则表达式字符串,其他参数跟模式对象同名的方法采用一样的参数;返回值也一样,同样是返回 None 或者匹配对象。

>>> print(re.match(r'From\s+', ''))None>>> re.match(r'From\s+', 'From ')<_sre.SRE_Match object; span=(0, 5), match='From '>

其实,这些函数只是帮你自动创建一个模式对象,并调用相关的函数(上一篇的内容,还记得吗?)。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。

那我们到底是应该直接使用这些模块级别的函数呢,还是先编译一个模式对象,再调用模式对象的方法呢?这其实取决于正则表达式的使用频率,如果说我们这个程序只是偶尔使用到正则表达式,那么全局函数是比较方便的;如果我们的程序是大量的使用正则表达式(例如在一个循环中使用),那么建议你使用后一种方法,因为预编译的话可以节省一些函数调用。但如果是在循环外部,由于得益于内部缓存机制,两者效率相差无几。

二、编译标志

编译标志让你可以修改正则表达式的工作方式。在 re 模块下,编译标志均有两个名字:完整名和简写,例如 IGNORECASE 简写是 I(如果你是 Perl 的粉丝,那么你有福了,因为这些简写跟 Perl 是一样的,例如 re.VERBOSE 的简写是 re.X)。另外,多个标志还可以同时使用(通过“|”),如:re.I | re.M 就是同时设置 I 和 M 标志。

下边列举一些支持的编译标志:

标志 含义

ASCII, A 使得转义符号如 \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 匹配的时候不区分大小写

LOCALE, L 支持当前的语言(区域)设置

MULTILINE, M 多行匹配,影响 ^ 和 $

VERBOSE, X (for ‘extended’) 启用详细的正则表达式

下面我们来详细讲解一下它们的含义:

A

ASCII

使得 \w,\W,\b,\B,\s 和 \S 只匹配 ASCII 字符,而不匹配完整的 Unicode 字符。这个标志仅对 Unicode 模式有意义,并忽略字节模式。

S

DOTALL

使得 . 可以匹配任何字符,包括换行符。如果不使用这个标志,. 将匹配除了换行符的所有字符。

I

IGNORECASE

字符类和文本字符串在匹配的时候不区分大小写。举个例子,正则表达式 [A-Z] 也将会匹配对应的小写字母,像 FishC 可以匹配 FishC,fishc 或 FISHC 等。如果你不设置 LOCALE,则不会考虑语言(区域)设置这方面的大小写问题。

L

LOCALE

使得 \w,\W,\b 和 \B 依赖当前的语言(区域)环境,而不是 Unicode 数据库。

区域设置是 C 语言的一个功能,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 ‘é’ 或 ‘ç’。如果你的系统正确的设置了法语区域环境,那么 C 语言的函数就会告诉程序 ‘é’ 或 ‘ç’ 也应该被认为是一个字符。当编译正则表达式的时候设置了 LOCALE 的标志,\w+ 就可以识别法文了,但速度多少会受到影响。

M

MULTILINE

(^ 和 $ 我们还没有提到,别着急,后边我们有细讲…)

通常 ^ 只匹配字符串的开头,而 $ 则匹配字符串的结尾。当这个标志被设置的时候,^ 不仅匹配字符串的开头,还匹配每一行的行首;& 不仅匹配字符串的结尾,还匹配每一行的行尾。

X

VERBOSE

这个标志使你的正则表达式可以写得更好看和更有条理,因为使用了这个标志,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);这个标志同时允许你在正则表达式字符串中使用注释,# 符号后边的内容是注释,不会递交给匹配引擎(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,大家看下正则表达式的可读性是不是提高了不少:

charref = pile(r"""&[#]# 开始数字引用(0[0-7]+ # 八进制格式| [0-9]+# 十进制格式| x[0-9a-fA-F]+ # 十六进制格式); # 结尾分号""", re.VERBOSE)

如果没有设置 VERBOSE 标志,那么同样的正则表达式会写成:

charref = pile("&#(0[0-7]+|[0-9]+|x[0-9a-fA-F]+);")

哪个可读性更加?相信大家心里有底了。

三、更多元字符

有些元字符它们不匹配任何字符,只是简单地表示成功或失败,因此这些字符也称之为零宽断言。例如 \b 表示当前位置位于一个单词的边界,但 \b 并不能改变位置。因此,零宽断言不应该被重复使用,因为 \b 并不会修改当前位置,所以 \b\b跟 \b 是没什么两样的。

小甲鱼解释:很多人可能不理解“改变位置”和“零宽断言”的意思?我尝试解释下,比如 abc 匹配完 a 之后,咱的当前位置就会移动,才能继续匹配 b,依次类推…但是 \babc 的话,\b 表示当前位置在单词的边界(单词的第一个字母或者最后一个字母),这时候当前位置不会发生改变,接着将 a 与当前位置的字符进行匹配……

|

或操作符,对两个正则表达式进行或操作。如果 A 和 B 是正则表达式,A | B 会匹配 A 或 B 中出现的任何字符。为了能够更加合理的工作,| 的优先级非常低。例如 Fish|C 应该匹配 Fish 或 C,而不是匹配 Fis,然后一个 ‘h’ 或 ‘C’。

同样,我们使用 | 来匹配 ‘|’ 字符本身;或者包含在一个字符类中,像这样 [|]。

^

匹配字符串的起始位置。如果设置了 MULTILINE 标志,就会变成匹配每一行的起始位置。在 MULTILINE 中,每当遇到换行符就会立刻进行匹配。

举个例子,如果你只希望匹配位于字符串开头的单词 From,那么你的正则表达式可以写为

^From:>>> print(re.search('^From', 'From Here to Eternity')) <_sre.SRE_Match object; span=(0, 4), match='From'>>>> print(re.search('^From', 'Reciting From Memory'))None

$

匹配字符串的结束位置,每当遇到换行符也会离开进行匹配。

>>> print(re.search('}$', '{block}')) <_sre.SRE_Match object; span=(6, 7), match='}'>>>> print(re.search('}$', '{block} '))None>>> print(re.search('}$', '{block}\n')) <_sre.SRE_Match object; span=(6, 7), match='}'>

同样,我们使用 $ 来匹配 ‘′字符本身;或者包含在一个字符类中,像这样[]。

\A

只匹配字符串的起始位置。如果没有设置 MULTILINE 标志的时候,\A 和 ^ 的功能是一样的;但如果设置了 MULTILINE 标志,则会有一些不同:\A 还是匹配字符串的起始位置,但 ^ 会对字符串中的每一行都进行匹配。

\Z

只匹配字符串的结束位置。

\b

单词边界,这是一个只匹配单词的开始和结尾的零宽断言。“单词”定义为一个字母数字的序列,所以单词的结束指的是空格或者非字母数字的字符。

下边例子中,class 只有在出现一个完整的单词 class 时才匹配;如果出现在别的单词中,并不会匹配。

>>> p = pile(r'\bclass\b')>>> print(p.search('no class at all')) <_sre.SRE_Match object; span=(3, 8), match='class'>>>> print(p.search('the declassified algorithm'))None>>> print(p.search('one subclass is'))None

在使用这些特殊的序列的时候,有两点是需要注意的:第一点需要注意的是,Python 的字符串跟正则表达式在有些字符上是有冲突的(回忆之前反斜杠的例子)。比如说在 Python 中,\b 表示的是退格符(ASCII 码值是 8)。所以,你如果不使用原始字符串,Python 会将 \b 转换成退格符处理,这样就肯定跟你的预期不一样了。

下边的例子中,我们故意不写表示原始字符串的 ‘r’,结果确实大相庭径:

>>> p = pile('\bclass\b')>>> print(p.search('no class at all'))None>>> print(p.search('\b' + 'class' + '\b')) <_sre.SRE_Match object; span=(0, 7), match='\x08class\x08'>

第二点需要注意的是,在字符类中不能使用这个断言。跟 Python 一样,在字符类中,\b 只是用来表示退格符。

\B

另一个零宽断言,与 \b 的含义相反,\B 表示非单词边界的位置。

分组

通常在实际的应用过程中,我们除了需要知道一个正则表达式是否匹配之外,还需要更多的信息。对于比较复杂的内容,正则表达式通常使用分组的方式分别对不同内容进行匹配。

下边的例子,我们将 RFC-822 头用“:”号分成名字和值分别匹配:

From: author@User-Agent: Thunderbird 1.5.0.9 (X11/1227)MIME-Version: 1.0To: editor@

像这种情况,我们就可以写一个正则表达式先来匹配一整个 RFC-822 头,然后利用分组功能,使用一个组来匹配头的名字,另一个组匹配名字对应的值。

小甲鱼解释:RFC-822 是电子邮件的标准格式,当然看到这里你还不知道分组要怎么分,不急,请接着往下看……

在正则表达式中,使用元字符 ( ) 来划分组。( ) 元字符跟数学表达式中的小括号含义差不多;它们将包含在内部的表达式组合在一起,所以你可以对一个组的内容使用重复操作的元字符,例如 *,+,? 或者 {m, n}。

例如,(ab)* 会匹配零个或者多个 ab:

>>> p = pile('(ab)*')>>> print(p.match('ababababab').span())(0, 10)

使用 ( ) 表示的子组我们还可以对它进行按层次索引,可以将索引值作为参数传递给这些方法:group(),start(),end() 和 span()。序号 0 表示第一个分组(这个是默认分组,一直存在的,所以不传入参数相当于默认值 0):

>>> p = pile('(a)b')>>> m = p.match('ab')>>> m.group()'ab'>>> m.group(0)'ab'

小甲鱼解释:有几对小括号就是分成了几个子组,例如 (a)(b) 和 (a(b)) 都是由两个子组构成的。

子组的索引值是从左到右进行编号,子组也允许嵌套,因此我们可以通过从左往右来统计左括号 ( 来确定子组的序号。

>>> p = pile('(a(b)c)d')>>> m = p.match('abcd')>>> m.group(0)'abcd'>>> m.group(1)'abc'>>> m.group(2)'b'复制代码

group() 方法可以一次传入多个子组的序号:

>>> m.group(2,1,2)('b', 'abc', 'b')复制代码

小甲鱼解释:start() 是获得参数子组的开始位置;end() 是获得对应子组的结束位置;span() 是获得对应子组的范围。

我们还特么可以通过 groups() 方法一次性返回所有的子组匹配的字符串:

>>> m.groups()('abc', 'b')

还有一个反向引用的概念需要介绍。反向引用指的是你可以在后面的位置使用先前匹配过的内容,用法是反斜杠加上数字。例如 \1 表示引用前边成功匹配的序号为 1 的子组。

>>> p = pile(r'(\b\w+)\s+\1')>>> p.search('Paris in the the spring').group()'the the'复制代码

如果只是搜索字符串,反向引用不会被用到,因为很少有文本格式会这样来重复字符。但是,你很快会发现,在字符串替换的时候,反向引用是非常有用的(深井冰)!

小甲鱼注释:注意,在 Python 的字符串中会使用反斜杠加数字的方式来表示数字的值对应的 ASCII 字符,所以在使用反向索引的正则表达式中,我们依然强调要使用原始字符串。

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