详细请查看我的博客：https://wugenqiang.gitee.io/articles/RegularExpression.html

1 写在前面

正则表达式（Regular Expression）在代码中常常简写为regex。正则表达式通常被用来检索、替换那些符合某个规则的文本，它是一种强大而灵活的文本处理工具。正则描述了一个规则，通过这个规则可以匹配一类字符串。

学习正则表达式分为二步走

• 学习正则表达式的语法规则
• 练习使用正则并能解决实际问题

通过使用正则表达式，可以：

• 测试字符串内的模式(数据验证)
  例如，可以测试输入字符串，以查看字符串内是否出现电话号码模式或信用卡号码模式，这称为数据验证。
• 替换文本
  可以使用正则表达式来识别文档中的特定文本，完全删除该文本或者用其他文本替换它。
• 基于模式匹配从字符串中提取子字符串
  可以查找文档内或输入域内特定的文本。

如果你不觉得正则表达式很难读写的话，要么你是一个天才，要么，你不是地球人。正则表达式的语法很令人头疼，即使对经常使用它的人来说也是如此。由于难于读写，容易出错，所以找一种工具对正则表达式进行测试是很有必要的。
推荐几个正则表达式编辑器：

• Debuggex ：https://www.debuggex.com/
• PyRegex：http://www.pyregex.com/
• Regexper：http://www.regexper.com/
• Javascript正则表达式在线测试工具：https://www.regexpal.com/
• 菜鸟测试：https://c.runoob.com/front-end/854

2 常用的正则校验

包括校验数字、字符、一些特殊的需求
参考博文：最全的常用正则表达式大全——包括校验数字、字符、一些特殊的需求等等

2.1 校验数字的表达式

数字：^[0-9]*$
n位的数字：^\d{n}$
至少n位的数字：^\d{n,}$
m-n位的数字：^\d{m,n}$
零和非零开头的数字：^(0|[1-9][0-9]*)$
非零开头的最多带两位小数的数字：^([1-9][0-9]*)+(.[0-9]{1,2})?$
带1-2位小数的正数或负数：^(\-)?\d+(\.\d{1,2})?$
正数、负数、和小数：^(\-|\+)?\d+(\.\d+)?$
有两位小数的正实数：^[0-9]+(.[0-9]{2})?$
有1~3位小数的正实数：^[0-9]+(.[0-9]{1,3})?$
非零的正整数：^[1-9]\d*$ 或 ^([1-9][0-9]*){1,3}$ 或 ^\+?[1-9][0-9]*$
非零的负整数：^\-[1-9][]0-9"*$ 或 ^-[1-9]\d*$
非负整数：^\d+$ 或 ^[1-9]\d*|0$
非正整数：^-[1-9]\d*|0$ 或 ^((-\d+)|(0+))$
非负浮点数：^\d+(\.\d+)?$ 或 ^[1-9]\d*\.\d*|0\.\d*[1-9]\d*|0?\.0+|0$
非正浮点数：^((-\d+(\.\d+)?)|(0+(\.0+)?))$ 或 ^(-([1-9]\d*\.\d*|0\.\d*[1-9]\d*))|0?\.0+|0$
正浮点数：^[1-9]\d*\.\d*|0\.\d*[1-9]\d*$ 或 ^(([0-9]+\.[0-9]*[1-9][0-9]*)|([0-9]*[1-9][0-9]*\.[0-9]+)|([0-9]*[1-9][0-9]*))$
负浮点数：^-([1-9]\d*\.\d*|0\.\d*[1-9]\d*)$ 或 ^(-(([0-9]+\.[0-9]*[1-9][0-9]*)|([0-9]*[1-9][0-9]*\.[0-9]+)|([0-9]*[1-9][0-9]*)))$
浮点数：^(-?\d+)(\.\d+)?$ 或 ^-?([1-9]\d*\.\d*|0\.\d*[1-9]\d*|0?\.0+|0)$

2.2 校验字符的表达式

汉字：^[\u4e00-\u9fa5]{0,}$
英文和数字：^[A-Za-z0-9]+$ 或 ^[A-Za-z0-9]{4,40}$
长度为3-20的所有字符：^.{3,20}$
由26个英文字母组成的字符串：^[A-Za-z]+$
由26个大写英文字母组成的字符串：^[A-Z]+$
由26个小写英文字母组成的字符串：^[a-z]+$
由数字和26个英文字母组成的字符串：^[A-Za-z0-9]+$
由数字、26个英文字母或者下划线组成的字符串：^\w+$ 或 ^\w{3,20}$
中文、英文、数字包括下划线：^[\u4E00-\u9FA5A-Za-z0-9_]+$
中文、英文、数字但不包括下划线等符号：^[\u4E00-\u9FA5A-Za-z0-9]+$ 或 ^[\u4E00-\u9FA5A-Za-z0-9]{2,20}$
可以输入含有^%&',;=?$\"等字符：[^%&',;=?$\x22]+
禁止输入含有~的字符：[^~\x22]+

2.3 特殊需求表达式

Email地址：^\w+([-+.]\w+)*@\w+([-.]\w+)*\.\w+([-.]\w+)*$
域名：[a-zA-Z0-9][-a-zA-Z0-9]{0,62}(/.[a-zA-Z0-9][-a-zA-Z0-9]{0,62})+/.?
InternetURL：[a-zA-z]+://[^\s]* 或 ^http://([\w-]+\.)+[\w-]+(/[\w-./?%&=]*)?$
手机号码：^(13[0-9]|14[0-9]|15[0-9]|16[0-9]|17[0-9]|18[0-9]|19[0-9])\d{8}$ (由于工信部放号段不定时，所以建议使用泛解析 ^([1][3,4,5,6,7,8,9])\d{9}$)
电话号码("XXX-XXXXXXX"、"XXXX-XXXXXXXX"、"XXX-XXXXXXX"、"XXX-XXXXXXXX"、"XXXXXXX"和"XXXXXXXX)：^(\(\d{3,4}-)|\d{3.4}-)?\d{7,8}$ 
国内电话号码(0511-4405222、021-87888822)：\d{3}-\d{8}|\d{4}-\d{7} 
18位身份证号码(数字、字母x结尾)：^((\d{18})|([0-9x]{18})|([0-9X]{18}))$
帐号是否合法(字母开头，允许5-16字节，允许字母数字下划线)：^[a-zA-Z][a-zA-Z0-9_]{4,15}$
密码(以字母开头，长度在6~18之间，只能包含字母、数字和下划线)：^[a-zA-Z]\w{5,17}$
强密码(必须包含大小写字母和数字的组合，不能使用特殊字符，长度在8-10之间)：^(?=.*\d)(?=.*[a-z])(?=.*[A-Z]).{8,10}$  
日期格式：^\d{4}-\d{1,2}-\d{1,2}
一年的12个月(01～09和1～12)：^(0?[1-9]|1[0-2])$
一个月的31天(01～09和1～31)：^((0?[1-9])|((1|2)[0-9])|30|31)$ 
钱的输入格式：
（1）有四种钱的表示形式我们可以接受:"10000.00" 和 "10,000.00", 和没有 "分" 的 "10000" 和 "10,000"：^[1-9][0-9]*$ 
（2）这表示任意一个不以0开头的数字,但是,这也意味着一个字符"0"不通过,所以我们采用下面的形式：^(0|[1-9][0-9]*)$ 
（3）一个0或者一个不以0开头的数字.我们还可以允许开头有一个负号：^(0|-?[1-9][0-9]*)$ 
（4）这表示一个0或者一个可能为负的开头不为0的数字.让用户以0开头好了.把负号的也去掉,因为钱总不能是负的吧.下面我们要加的是说明可能的小数部分：^[0-9]+(.[0-9]+)?$ 
（5）必须说明的是,小数点后面至少应该有1位数,所以"10."是不通过的,但是 "10" 和 "10.2" 是通过的：^[0-9]+(.[0-9]{2})?$ 
（6）这样我们规定小数点后面必须有两位,如果你认为太苛刻了,可以这样：^[0-9]+(.[0-9]{1,2})?$ 
（7）这样就允许用户只写一位小数.下面我们该考虑数字中的逗号了,我们可以这样：^[0-9]{1,3}(,[0-9]{3})*(.[0-9]{1,2})?$ 
（8）1到3个数字,后面跟着任意个 逗号+3个数字,逗号成为可选,而不是必须：^([0-9]+|[0-9]{1,3}(,[0-9]{3})*)(.[0-9]{1,2})?$ 
（9）备注：这就是最终结果了,别忘了"+"可以用"*"替代如果你觉得空字符串也可以接受的话(奇怪,为什么?)最后,别忘了在用函数时去掉去掉那个反斜杠,一般的错误都在这里
xml文件：^([a-zA-Z]+-?)+[a-zA-Z0-9]+\\.[x|X][m|M][l|L]$
中文字符的正则表达式：[\u4e00-\u9fa5]
双字节字符：[^\x00-\xff]    (包括汉字在内，可以用来计算字符串的长度(一个双字节字符长度计2，ASCII字符计1))
空白行的正则表达式：\n\s*\r    (可以用来删除空白行)
HTML标记的正则表达式：<(\S*?)[^>]*>.*?</\1>|<.*? />    (网上流传的版本太糟糕，上面这个也仅仅能部分，对于复杂的嵌套标记依旧无能为力)
首尾空白字符的正则表达式：^\s*|\s*$或(^\s*)|(\s*$)    (可以用来删除行首行尾的空白字符(包括空格、制表符、换页符等等)，非常有用的表达式)
腾讯QQ号：[1-9][0-9]{4,}    (腾讯QQ号从10000开始)
中国邮政编码：[1-9]\d{5}(?!\d)    (中国邮政编码为6位数字)
IP地址：\d+\.\d+\.\d+\.\d+    (提取IP地址时有用)
IP地址：((?:(?:25[0-5]|2[0-4]\\d|[01]?\\d?\\d)\\.){3}(?:25[0-5]|2[0-4]\\d|[01]?\\d?\\d))

3 正则语法

教程参考：菜鸟教程
博文参考：正则表达式30分钟入门教程

3.1 元字符

常用的元字符：

正则表达式引擎通常会提供一个测试指定的字符串是否匹配一个正则表达式的方法，如JavaScript里的RegExp.test()方法或Python里的re.match()方法。这里的匹配是指字符串里有没有符合表达式规则的部分。如果不使用^和$的话，对于\d{5,12}而言，使用这样的方法就只能保证字符串里包含5到12连续位数字，而不是整个字符串就是5到12位数字。

元字符^和$都匹配一个位置，这和\b有点类似。^匹配你要用来查找的字符串的开头，$匹配结尾。这两个代码在验证输入的内容时非常有用，比如一个网站如果要求你填写的QQ号必须为5位到12位数字时，可以使用：

^\d{5,12}$

这里的{5,12}意思是重复的次数不能少于5次，不能多于12次，否则都不匹配。

image

因为使用了^和$，所以输入的整个字符串都要用来和\d{5,12}来匹配，也就是说整个输入必须是5到12个数字，因此如果输入的QQ号能匹配这个正则表达式的话，那就符合要求了。
和忽略大小写的选项类似，有些正则表达式处理工具还有一个处理多行的选项。如果选中了这个选项，^和$的意义就变成了匹配行的开始处和结束处。

3.2 字符转义

如果想查找元字符本身的话，比如你查找.,或者*,就出现了问题：你没办法指定它们，因为它们会被解释成别的意思。这时你就得使用\来取消这些字符的特殊意义。因此应该使用\ .和\ *。当然，要查找\本身，你也得用\ \.

3.3 重复(限定符)

正则表达式中所有的限定符：指定数量的代码，例如*,{5,12}等
常用的限定符：

举例：

^\w+

匹配一行的第一个单词(或整个字符串的第一个单词，具体匹配哪个意思得看选项设置)

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3.4 字符类

要想查找数字，字母或数字，空白是很简单的，因为已经有了对应这些字符集合的元字符，但是如果你想匹配没有预定义元字符的字符集合(比如元音字母a, e, i , o, u ),应该怎么办？
很简单，你只需要在方括号里列出它们就行了，像[aeiou]就匹配任何一个英文元音字母，[.?!]匹配标点符号( .或?或! )。
我们也可以轻松地指定一个字符范围，像[0-9]代表的含意与\d就是完全一致的：一位数字；同理[a-z0-9A-Z_]也完全等同于\w（如果只考虑英文的话）。

3.5 分枝条件

正则表达式里的分枝条件指的是有几种规则，如果满足其中任意一种规则都应该当成匹配，具体方法是用 | 把不同的规则分隔开。听不明白？没关系，看例子：

0\d{2}-\d{8}|0\d{3}-\d{7}

这个表达式能匹配两种以连字号分隔的电话号码：

• 一种是三位区号，8位本地号(如010-12345678 )
• 一种是四位区号，7位本地号( 0376-2233445 )

\(?0\d{2}\)?[- ]?\d{8}|0\d{2}[- ]?\d{8}

这个表达式匹配3位区号的电话号码，其中区号可以用小括号括起来，也可以不用，区号与本地号间可以用连字号或空格间隔，也可以没有间隔。

\d{5}-\d{4}|\d{5}

这个表达式用于匹配美国的邮政编码。美国邮编的规则是5位数字，或者用连字号间隔的9位数字。之所以要给出这个例子是因为它能说明一个问题：使用分枝条件时，要注意各个条件的顺序。如果你把它改成\d{5}|\d{5}-\d{4}的话，那么就只会匹配5位的邮编(以及9位邮编的前5位)。原因是匹配分枝条件时，将会从左到右地测试每个条件，如果满足了某个分枝的话，就不会去再管其它的条件了。

3.6 分组

我们已经提到了怎么重复单个字符（直接在字符后面加上限定符就行了）；但如果想要重复多个字符又该怎么办？你可以用小括号来指定子表达式(也叫做分组)，然后你就可以指定这个子表达式的重复次数了，你也可以对子表达式进行其它一些操作(后面会有介绍)。

(\d{1,3}\.){3}\d{1,3}

是一个简单的 IP 地址匹配表达式。要理解这个表达式，请按下列顺序分析它：\d{1,3} 匹配1到3位的数字，(\d{1,3}.){3} 匹配三位数字加上一个英文句号(这个整体也就是这个分组)重复3次，最后再加上一个一到三位的数字(\d{1,3})。

IP地址中每个数字都不能大于255. 经常有人问我, 01.02.03.04 这样前面带有0的数字, 是不是正确的IP地址呢? 答案是: 是的, IP 地址里的数字可以包含有前导 0 (leading zeroes).

不幸的是，它也将匹配 256.300.888.999 这种不可能存在的IP地址。如果能使用算术比较的话，或许能简单地解决这个问题，但是正则表达式中并不提供关于数学的任何功能，所以只能使用冗长的分组，选择，字符类来描述一个正确的IP地址：

((2[0-4]\d|25[0-5]|[01]?\d\d?)\.){3}(2[0-4]\d|25[0-5]|[01]?\d\d?)

理解这个表达式的关键是理解 2[0-4]\d|25[0-5]|[01]?\d\d?，这里我就不细说了，你自己应该能分析得出来它的意义。

3.7 反义

有时需要查找不属于某个能简单定义的字符类的字符。比如想查找除了数字以外，其它任意字符都行的情况，这时需要用到反义。

常用的反义代码：

举例：

• \S+匹配不包含空白符的字符串。
• <a[^>]+>匹配用尖括号括起来的以a开头的字符串。

image

3.8 后向引用

使用小括号指定一个子表达式后，匹配这个子表达式的文本(也就是此分组捕获的内容)可以在表达式或其它程序中作进一步的处理。默认情况下，每个分组会自动拥有一个组号，规则是：从左向右，以分组的左括号为标志，第一个出现的分组的组号为1，第二个为2，以此类推。
后向引用用于重复搜索前面某个分组匹配的文本。例如，\1 代表分组1匹配的文本。难以理解？请看示例：

\b(\w+)\b\s+\1\b

可以用来匹配重复的单词，像go go, 或者kitty kitty。
这个表达式首先是一个单词，也就是单词开始处和结束处之间的多于一个的字母或数字 (\b(\w+)\b) ，这个单词会被捕获到编号为1的分组中，然后是1个或几个空白符 (\s+)，最后是分组1中捕获的内容（也就是前面匹配的那个单词）(\1)。
你也可以自己指定子表达式的组名。要指定一个子表达式的组名，请使用这样的语法：(?<Word>\w+)(或者把尖括号换成'也行： (?'Word'\w+)),这样就把 \w+ 的组名指定为 Word 了。要反向引用这个分组捕获的内容，你可以使用 \k<Word>,所以上一个例子也可以写成这样：

\b(?<Word>\w+)\b\s+\k<Word>\b

常用分组语法:

3.9 零宽断言

接下来的四个用于查找在某些内容(但并不包括这些内容)之前或之后的东西，也就是说它们像 \b,^,$ 那样用于指定一个位置，这个位置应该满足一定的条件(即断言)，因此它们也被称为零宽断言。
最好还是拿例子来说明吧：

(?=exp)

也叫零宽度正预测先行断言，它断言自身出现的位置的后面能匹配表达式exp。比如 \b\w+(?=ing\b)，匹配以ing结尾的单词的前面部分(除了ing以外的部分)，如查找 I'm singing while you're dancing. 时，它会匹配 sing 和 danc。
(?<=exp) 也叫零宽度正回顾后发断言，它断言自身出现的位置的前面能匹配表达式exp。比如 (?<=\bre)\w+\b 会匹配以re 开头的单词的后半部分(除了 re 以外的部分)，例如在查找reading a book时，它匹配 ading。
假如你想要给一个很长的数字中每三位间加一个逗号(当然是从右边加起了)，你可以这样查找需要在前面和里面添加逗号的部分：

((?<=\d)\d{3})+\b

用它对1234567890进行查找时结果是234567890。
下面这个例子同时使用了这两种断言：

(?<=\s)\d+(?=\s)

匹配以空白符间隔的数字(再次强调，不包括这些空白符)。

3.10 负向零宽断言

前面我们提到过怎么查找不是某个字符或不在某个字符类里的字符的方法(反义)。但是如果我们只是想要确保某个字符没有出现，但并不想去匹配它时怎么办？例如，如果我们想查找这样的单词--它里面出现了字母q,但是q后面跟的不是字母u,我们可以尝试这样：

\b\w*q[^u]\w*\b

匹配包含 后面不是字母 u 的字母 q 的单词。但是如果多做测试(或者你思维足够敏锐，直接就观察出来了)，你会发现，如果q出现在单词的结尾的话，像Iraq,Benq，这个表达式就会出错。这是因为 [^u] 总要匹配一个字符，所以如果 q是单词的最后一个字符的话，后面的 [^u] 将会匹配q后面的单词分隔符(可能是空格，或者是句号或其它的什么)，后面的 \w\b 将会匹配下一个单词，于是 \b\wq[^u]\w*\b 就能匹配整个 Iraq fighting。负向零宽断言能解决这样的问题，因为它只匹配一个位置，并不消费任何字符。现在，我们可以这样来解决这个问题：

\b\w*q(?!u)\w*\b

零宽度负预测先行断言(?!exp)，断言此位置的后面不能匹配表达式 exp。例如：\d{3}(?!\d)匹配三位数字，而且这三位数字的后面不能是数字；\b((?!abc)\w)+\b 匹配不包含连续字符串abc的单词。
同理，我们可以用(?<!exp),零宽度负回顾后发断言来断言此位置的前面不能匹配表达式exp; (?<![a-z])\d{7}匹配前面不是小写字母的七位数字。
一个更复杂的例子：(?<=<(\w+)>).(?=</\1>) 匹配不包含属性的简单HTML标签内里的内容。
(?<=<(\w+)>) 指定了这样的前缀：被尖括号括起来的单词(比如可能是 )
然后是.(任意的字符串)
最后是一个后缀(?=</\1>)。
注意后缀里的/，它用到了前面提过的字符转义；

\1则是一个反向引用，引用的正是捕获的第一组，前面的(\w+)匹配的内容，这样如果前缀实际上是<b>的话，后缀就是</b>了。整个表达式匹配的是和之间的内容(再次提醒，不包括前缀和后缀本身)。

3.11 注释

(?<=    # 断言要匹配的文本的前缀
<(\w+)> # 查找尖括号括起来的字母或数字(即HTML/XML标签)
)       # 前缀结束
.*      # 匹配任意文本
(?=     # 断言要匹配的文本的后缀
<\/\1>  # 查找尖括号括起来的内容：前面是一个"/"，后面是先前捕获的标签
)       # 后缀结束

3.12 贪婪与懒惰

能多的字符。以这个表达式为例：a.b，它将会匹配最长的以 a 开始，以 b 结束的字符串。如果用它来搜索 aabab 的话，它会匹配整个字符串 aabab。这被称为贪婪匹配。
有时，我们更需要懒惰匹配，也就是匹配尽可能少的字符。前面给出的限定符都可以被转化为懒惰匹配模式，只要在它后面加上一个问号?。这样 .? 就意味着匹配任意数量的重复，但是在能使整个匹配成功的前提下使用最少的重复。现在看看懒惰版的例子吧：

a.*?b

匹配最短的，以a开始，以b结束的字符串。如果把它应用于 aabab 的话，它会匹配 aab（第一到第三个字符）和 ab（第四到第五个字符）。

懒惰限定符:

3.13 处理选项

Python 中常用的正则表达式选项：
常用的处理选项:

代码/语法	说明
re.IGNORECASE	匹配时不区分大小写。
re.MULTILINE	更改^和的精确含意是:匹配\n之前的位置以及字符串结束前的位置.)
re.DOTALL	更改.的含义，使它与每一个字符匹配（包括换行符\n）。
re.VERBOSE	忽略表达式中的非转义空白并启用由#标记的注释。
re.DEBUG	显示编译表达式的 debug 信息

3.14 平衡组/递归匹配

有时我们需要匹配像( 100 * ( 50 + 15 ) )这样的可嵌套的层次性结构，这时简单地使用(.+)则只会匹配到最左边的左括号和最右边的右括号之间的内容(这里我们讨论的是贪婪模式，懒惰模式也有下面的问题)。假如原来的字符串里的左括号和右括号出现的次数不相等，比如( 5 / ( 3 + 2 ) ) )，那我们的匹配结果里两者的个数也不会相等。有没有办法在这样的字符串里匹配到最长的，配对的括号之间的内容呢？
为了避免(和(把你的大脑彻底搞糊涂，我们还是用尖括号代替圆括号吧。现在我们的问题变成了如何把xx <aa <bbb> <bbb> aa> yy这样的字符串里，最长的配对的尖括号内的内容捕获出来？
这里需要用到以下的语法构造：

• (?'group') 把捕获的内容命名为group,并压入堆栈(Stack)
• (?'-group') 从堆栈上弹出最后压入堆栈的名为group的捕获内容，如果堆栈本来为空，则本分组的匹配失败
• (?(group)yes|no) 如果堆栈上存在以名为group的捕获内容的话，继续匹配yes部分的表达式，否则继续匹配no部分
• (?!) 零宽负向先行断言，由于没有后缀表达式，试图匹配总是失败
  我们需要做的是每碰到了左括号，就在压入一个"Open",每碰到一个右括号，就弹出一个，到了最后就看看堆栈是否为空－－如果不为空那就证明左括号比右括号多，那匹配就应该失败。正则表达式引擎会进行回溯(放弃最前面或最后面的一些字符)，尽量使整个表达式得到匹配。

<                     #最外层的左括号
[^<>]*                #最外层的左括号后面的不是括号的内容
(
    (
        (?'Open'<)    #碰到了左括号，在黑板上写一个"Open"
        [^<>]*        #匹配左括号后面的不是括号的内容
    )+
    (
        (?'-Open'>)   #碰到了右括号，擦掉一个"Open"
        [^<>]*        #匹配右括号后面不是括号的内容
    )+
)*
(?(Open)(?!))         #在遇到最外层的右括号前面，判断黑板上还有没有没擦掉的"Open"；如果还有，则匹配失败

>                     #最外层的右括号

平衡组的一个最常见的应用就是匹配HTML,下面这个例子可以匹配嵌套的<div>标签：

<div[^>]*>[^<>]*(((?'Open'<div[^>]*>)[^<>]*)+((?'-Open'</div>)[^<>]*)+)*(?(Open)(?!))</div>

3.15 细枝末节