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正则表达式

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小牛编辑
203浏览
2023-12-01
  • 后方参考
  • 字符范围
  • 回缩(backtrack)
  • 范例

下面就来讲讲ruby支持的正则表达式符号(元字符)。

有这么个规则：

  • 不带\的数字和字母不是元字符
  • 带\的符号也不是元字符

下文中出现的“匹配多字节字符的正则表达式”是指，通过使用$KCODE进行设定，或显式地使用汉字选项(请参考正则表达式字面值)等方式进行的匹配多字节字符的正则表达式。

  • ^

    行首。与字符串的头部或换行符之后的位置相匹配。

  • $

    行尾。与字符串的尾部或换行符之前的位置相匹配。不包括换行符本身。

    ruby 1.8 特性：以前，只匹配字符串尾部换行符前的位置，现在则扩大到字符串的尾部。trap::Regexp

    p "\n".gsub(/$/, "o")
=> "o\n"  (1.6)
=> "o\no" (1.8)

  • .

    匹配除换行符以外的任意一个字符。使用正则表达式选项 m(多行模式。请参考正则表达式字面值) 时，则匹配包括换行符在内的任意一个字符。在匹配多字节字符的正则表达式中，则匹配一个字(非单字节)。

    当遇到不完整的多字节字符的一部分(无法判断该字符是多字节字符？二进制？还是ASCII)时，也不会匹配。

    p /./e =~ "あ"[0,1]     # => nil

  • \w

    字母和数字。等同于[0-9A-Za-z]。

    若为匹配多字节字符的正则表达式时，则也会匹配日语的全角字符。

  • \W

    非字母和数字。\w以外的单个字符。

  • \s

    空字符。相当于[ \t\n\r\f]

  • \S

    非空字符。[ \t\n\r\f] 以外的单个字符。

  • \d

    数字。即[0-9]

  • \D

    非数字

  • \A

    字符串头部。与^不同的是，它不受有无换行符的影响 。

  • \Z

    字符串尾部。若字符串以换行符结尾，则匹配换行符前的位置。

    ruby 1.8 特性：以前，只匹配字符串尾部换行符前的位置，现在则扩大到字符串的尾部。trap::Regexp

    p "\n".gsub(/\Z/, "o")
=> "o\n"   (1.6)
=> "o\no"  (1.8)

  • \z

    字符串结尾。与$以及\Z不同的是，它不受有无换行符的影响。

  • \b

    在字符范围描述符之外时表示词边界(匹配从\w到\W)。在字符范围描述符之内时表示退格符(0x08)。

  • \B

    非词边界

  • \G

    在上次成功匹配的地方(之后)进行匹配(不留余地)。只有在首次使用时才会匹配到头部(与\A相同)。

    可以用在scan和gsub中。当您想在上次匹配的地方之后再进行匹配的话，可以使用。

    举个简单(没什么用)的例子。

    # 从头取出3位数字(数字必须相连)。
str = "123456 789"
str.scan(/\G\d\d\d/) {|m| p m }

  • [ ]

    指定字符范围。请参考字符范围

    。

  • *

    前面元素至少出现0次。尽可能匹配较长的部分。

  • *?

    负责指定数量(quantifiers)。表示前面元素至少出现0次(尽量匹配短的部分)

  • +

    负责指定数量(quantifiers)。表示前面元素至少出现1次

  • +?

    负责指定数量(quantifiers)。表示前面元素至少出现1次(尽量匹配短的部分)

  • {m}
  • {m,}

  • {m,n}

    指定元素重复出现的次数(interval quantifier)。分别表示前面元素重复出现

    • m 次
    • 至少 m 次
    • 至少 m 次，至多 n 次

    {,n} 或{,} 将导致匹配失败。

    str = "foofoofoo"
p str[/(foo){1}/]   # => "foo"
p str[/(foo){2,}/]  # => "foofoofoo"
p str[/(foo){1,2}/] # => "foofoo"

    正则表达式?,*,+ 分别等同于{0,1},{0,}{1,} 。

  • {m}?
  • {m,}?

  • {m,n}?

    指定元素重复出现的次数(interval quantifier)。分别表示前面元素重复出现

    • m 次
    • 至少 m 次
    • 至少 m 次，至多 n 次

    (尽量匹配短的部分)。

  • ?

    负责指定数量(quantifiers)。表示前面元素至多出现1次。

  • ??

    负责指定数量(quantifiers)。表示前面元素至多出现1次(尽量匹配短的部分)

  • |

    选择(alternative)。

  • ( )

    正则表达式的群组化。与括号中的正则表达式相匹配的字符串将被保存下来，供后方参考使用。

  • \1,\2 ...\n

    后方参考(back reference)。请参考后方参考。

  • (?# )

    注释。括号中的任意字符串将被忽视。

  • (?: )

    不具备后方参考功能的群组化。它不为\1,\2(或$1,$2)提供服务，是一种单纯的群组功能。

    /(abc)/ =~ "abc"
p $1
=> "abc"
/(?:abc)/ =~ "abc"
p $1
=> nil

  • (?= )

    先行(lookahead)。使用模式(pattern)指定位置(不留间隔)

    (?=re1)re2

    表示将匹配同时符合re1和re2的要求的字符串。

    re1(?=re2)

    という山附は、稿に re2 とマッチする矢机误が鲁く、正则表达式 re1 です。

    p /foo(?=bar)/ =~ "foobar"      # => 0
p $&    # => "foo"   (bar の婶尸の攫鼠はない)

  • (?! )

    否定先行(negative lookahead)。使用否定的模式(pattern)来指定位置(不留间隔)

    (?!re1)re2

    该正则表达式表示，匹配re1但不匹配re2。

    # 除000以外的3位数字
re = /(?!000)\d\d\d/
p re =~ "000"   # => nil
p re =~ "012"   # => 0
p re =~ "123"   # => 0
# C语言标识符 (首位是[A-Za-z_]然后是[0-9A-Za-z_]的字符串)
/\b(?![0-9])\w+\b/

  • (?> )

    禁用回缩功能。

    该功能尚处于试验阶段。将来有可能被停用，请您注意使用。特别是不要在广义库中使用。

  • (?ixm-ixm)

    正则表达式中的i选项、x选项、m选项的开关。请您参考正则表达式字面值来了解选项的详细内容。

    re = /A(?i)a(?-i)A/
p re =~ "AaA"         # => 0
p re =~ "AAA"         # => 0
p re =~ "AAa"         # => nil

  • (?ixm-ixm: )

    括号中的i选项、x选项、m选项的开关。在括号范围内有效。

    re = /A(?i:a)A/
p re =~ "AaA"         # => 0
p re =~ "AAA"         # => 0
p re =~ "AAa"         # => nil

后方参考

正则表达式 \1 \2 ... \n 表示后方参考。\n表示将匹配第n个括号(正则表达式的()表示群)的内容保存起来，供后面使用。

/((foo)bar)\1\2/

和

/((foo)bar)foobarfoo/

是一样的。

例:

re = /(foo|bar|baz)\1/
p re =~ 'foofoo'   # => 0
p re =~ 'barbar'   # => 0
p re =~ 'bazbaz'   # => 0
p re =~ 'foobar'   # => nil

对应的括号必须位于后方参考表达式的左侧。

若后方参考表达式位于对应的括号中时，匹配常常会失败。当后方参考表达式中的数字是1位，且没有对应的括号时，匹配也将失败。

p /(\1)/ =~ "foofoofoo" # => nil
p /(foo)\2/ =~ "foo\2"  # => nil

虽然可以指定2位以上的后方参考表达式，但是不要把它同反斜线表示法的\nnn(对应于8进制数nnn的字符)混为一谈。当数字只有1位时，通常是后方参考表达式。当指定了一个超过2位的数字时，若没有对应括号的话，则被看作是8进制代码。

相反地，若在正则表达式中使用1位的8进制代码时，必须以0打头，例如\01等(不可能存在形如\0这样的后方参考表达式，因此不会混淆)。

p   /\1/ =~ "\1"   # => nil     # 无对应括号的后方参考
p  /\01/ =~ "\1"   # => 0       8 进制代码
p  /\11/ =~ "\11"  # => 0       8 进制代码
# 8 进制代码 (因为没有对应括号)
p /(.)\10/ =~ "1\10" # => 0
# 后方参考 (因为有对应的括号)
p /((((((((((.))))))))))\10/ =~ "aa"  # => 0
# 8 进制代码 (因为没有像"\0" + "8" -> \08 这样的8进制代码)
p /(.)\08/ =~ "1\0008" # => 0
# 如果想在后方参考表达式之后插入数字的话，就必须使用括号加以分隔。
p /(.)(\1)1/ =~ "111"   # => 0

字符范围

正则表达式 [] 负责指定字符范围。这将匹配 [] 内列出的任何一个字符。

例如/[abc]/表示只要匹配"a", "b", "c"中任何一个即可。也可以按照ASCII代码顺序，在连续的字符串之间插入“-”后写成/[a-c]/也是一样的效果。另外，若头上是“^”的话，表示要匹配指定字符之外的一个字符。

若“^”不在头上的话，表示匹配该字符本身。同时，当“-”出现在头或尾上时，表示匹配该字符本身。

p /[a^]/ =~ "^"   # => 0
p /[-a]/ =~ "-"   # => 0
p /[a-]/ =~ "-"   # => 0
p /[-]/ =~ "-"   # => 0

空的字符范围将引发错误。

p /[]/ =~ ""
p /[^]/ =~ "^"
# => invalid regular expression; empty character class: /[^]/

当“]”出现在头上(或否定的“^”之后)时，表示“]”本身，而并非字符范围的结尾。

p /[]]/ =~ "]"       # => 0
p /[^]]/ =~ "]"      # => nil

可以使用反斜线对"^", "-", "]" 以及 "\\"(反斜线)进行转义，使其匹配该字符本身。

p /[\^]/ =~ "^"   # => 0
p /[\-]/ =~ "-"   # => 0
p /[\]]/ =~ "]"   # => 0
p /[\\]/ =~ "\\"  # => 0

在[]中可以使用反斜线表示法以及正则表达式\w, \W, \s, \S, \d, \D (这些都是表示字符范围的简写法)。

请注意，下列包含否定意味的字符范围也将匹配换行符(正则表达式 \W,\D 也是如此)。

p /[^a-z]/ =~ "\n"    # => 0

字符范围中也可以使用下列特殊的表达法，但是，将来这些表达法是否会继续得到支持还未可知(所以此处从略，欲知详情请参考grep(1)的手册)。

[:alnum:]  数字和字母 0-9a-zA-Z
[:alpha:]  字母 a-zA-Z
[:blank:]  空白类
[:cntrl:]  控制字符
[:digit:]  数字
[:graph:]  除空白以外的可打印可视字符
[:lower:]  小写字母
[:print:]  可视字符
[:punct:]  符号
[:space:]  空白字符
[:upper:]  大写字母
[:xdigit:] 16进制字符

例: (包括"[]"在内，"[:...:]"表示1个字符。并非文字类的"[]")

p /[[:alnum:]][[:cntrl:]]/ =~ "a\x01"  # => 0

注: 全角字符不在考虑范围之内。即使指定让正则表达式对汉字进行匹配时，[:alpha:]等也不会匹配全角的字母。

p /[[:alpha:]]/e =~ "Ａ"        # => nil

回缩(backtrack)

用特殊括号(?> )将正则表达式括起来后，与该正则表达式相匹配的字符串中的回缩功能就将失效。举例如下。

例如在通常的正则表达式中

p /(a*)ab/ === 'aaab'

是匹配的。该匹配过程如下所示。

  1. 正则表达式 a* 从索引0开始匹配3个a
  2. 正则表达式 a 匹配失败
  3. 正则表达式 a* 将匹配部分稍稍“缩小”一下，匹配2个a(使用了回缩功能)
  4. 正则表达式 a 与字符a匹配
  5. 正则表达式 b 与字符b匹配
但是，如果用括号(?> )把正则表达式括起来的话，就不再匹配了。详细过程如下。
  1. 正则表达式 a* 从索引0开始匹配3个a
  2. 正则表达式 a 匹配失败
  3. a* 想把匹配部分回缩一下，但由于特殊括号的作用，回缩功能失效。
  4. 正则表达式 a* 从索引1开始匹配2个a

接下来的匹配都不成功，最终导致整体匹配失败。

简单说来，通常的正则表达式是“贪婪型的匹配”，而(?> )则是“超贪婪型的匹配”，因为它一旦匹配成功就决不放手。

范例

为了便于您拷贝使用，我们将其代入到以$re_开头的全局变量中。

数值

  • 浮点数(包括整数)

    $re_float = /[-+]?(?:[0-9]+(\.[0-9]*)?|(\.[0-9]+))([eE][-+]?[0-9]+)?/
p $re_float =~ "1.23"    # => 0
p $&.to_f                # => 1.23
p $re_float =~ ".23"     # => 0
p $&.to_f                # => 0.23
p $re_float =~ "1.23e1"  # => 0
p $&.to_f                # => 12.3
p $re_float =~ "1.23e-1" # => 0
p $&.to_f                # => 0.123

用逗号将数字划分成3位一组的形式

  • 方法1：使用回行和先行的方法(回行(lookbehind)需要Oniguruma库的支持)

    p "tone of 12345Hz".gsub(/(?<=\d)(?=(?:\d\d\d)+(?!\d))/, ',')
=> ruby 1.8.0 (2003-08-07) [i586-linux]
   "tone of 12,345Hz"

  • 方法2：只使用先行的方法

    p "tone of 12345Hz".gsub(/(\d)(?=(?:\d\d\d)+(?!\d))/, '\1,')
=> ruby 1.8.0 (2003-08-07) [i586-linux]
   "tone of 12,345Hz"

  • 方法3：不使用先行的方法

    s = "tone of 12345Hz"
nil while s.gsub!(/(.*\d)(\d\d\d)/, '\1,\2')
p s
=> ruby 1.8.0 (2003-08-07) [i586-linux]
   "tone of 12,345 Hz"
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