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Python re 模块：正则表达式的强大工具

正则表达式是处理字符串的强大工具，而 Python 的 re 模块为我们提供了灵活且高效的方式来使用正则表达式。本文将深入探讨 re 模块的常用功能和实际应用示例。

导入 re 模块

在使用正则表达式之前，首先需要导入 re 模块：

import re

基本匹配方法

re.match()

re.match() 从字符串的开始位置匹配一个模式。

pattern = r'\d+'
string = '123abc'match = re.match(pattern, string)
if match:print("匹配成功:", match.group())
else:print("匹配失败")

re.search()

re.search() 在整个字符串中搜索模式。

pattern = r'\d+'
string = 'abc123xyz'search = re.search(pattern, string)
if search:print("找到的匹配:", search.group())
else:print("没有找到匹配")

re.findall()

re.findall() 返回字符串中所有匹配的子串，以列表形式返回。

pattern = r'\d+'
string = 'abc123xyz456'matches = re.findall(pattern, string)
print("所有匹配:", matches)

re.finditer()

re.finditer() 返回一个迭代器，包含所有匹配的对象。

pattern = r'\d+'
string = 'abc123xyz456'for match in re.finditer(pattern, string):print("匹配到:", match.group(), "位置:", match.start())

替换操作

re.sub()

re.sub() 用于替换匹配的字符串。

pattern = r'\d+'
string = 'abc123xyz456'
result = re.sub(pattern, '#', string)
print("替换后的字符串:", result)

分割字符串

re.split()

re.split() 按照正则表达式分割字符串。

pattern = r'\d+'
string = 'abc123xyz456'
result = re.split(pattern, string)
print("分割后的结果:", result)

捕获组和非捕获组

捕获组

使用括号 () 来定义捕获组。

pattern = r'(\d+)-(\d+)-(\d+)'
string = '2024-10-23'match = re.match(pattern, string)
if match:print("年份:", match.group(1), "月份:", match.group(2), "日期:", match.group(3))

非捕获组

使用 (?:...) 来定义非捕获组。

pattern = r'(?:\d+)-(\d+)'
string = '2024-10'match = re.match(pattern, string)
if match:print("月份:", match.group(1))

常用模式符号

符号	描述	示例
.	匹配除换行符外的任何字符	a.b 匹配 acb, a1b
^	匹配字符串的开头	^abc 匹配 abcde
$	匹配字符串的结尾	xyz$ 匹配 abcxyz
*	匹配 0 次或多次	ab*c 匹配 ac, abc, abbc
+	匹配 1 次或多次	ab+c 匹配 abc, abbc 但不匹配 ac
?	匹配 0 次或 1 次	ab?c 匹配 ac 或 abc
{m,n}	匹配 m 到 n 次	a{2,4} 匹配 aa, aaa, aaaa
[]	匹配字符集	[abc] 匹配 a, b, c
`	`	或运算符
()	捕获组	(abc) 捕获 abc
(?:...)	非捕获组	(?:abc) 不捕获 abc
\d	匹配数字	\d 匹配 0-9
\D	匹配非数字	\D 匹配 a-z
\w	匹配字母、数字及下划线	\w 匹配 a-z, A-Z, 0-9, _
\W	匹配非字母、数字及下划线	\W 匹配空格、标点等
\s	匹配空白字符	\s 匹配空格、制表符等
\S	匹配非空白字符	\S 匹配任何非空格字符

实际应用示例

验证电子邮件格式

def is_valid_email(email):pattern = r'^[\w\.-]+@[\w\.-]+\.\w+$'return re.match(pattern, email) is not Noneemail = 'test@example.com'
print("邮箱格式是否正确:", is_valid_email(email))

提取 URL

def extract_urls(text):pattern = r'https?://[^\s]+'return re.findall(pattern, text)text = "访问我们的官网 https://example.com 和 http://test.com"
urls = extract_urls(text)
print("提取的 URL:", urls)

预定义字符简介

符号	描述	相当于
\d	匹配任何十进制数	[0-9]
\D	匹配任何非数字字符	[^0-9]
\s	匹配任何空白字符	[\t\n\r\f\v]
\S	匹配任何非空白字符	[^\t\n\r\f\v]
\w	匹配任何字母数字字符（包括下划线）	[a-zA-Z0-9_]
\W	匹配任何非字母数字字符（包括下划线）	[^a-zA-Z0-9_]

示例代码

1. 匹配数字

使用 \d 匹配字符串中的数字：

import retext = "匹配规则这2个字符串3是否匹配规则5则则则7则"
matches = re.findall(r"\d", text)  # 匹配任何单个数字
print(matches)  # 输出: ['2', '3', '5', '7']

如果需要匹配一位或多位数字，可以使用 \d+：

import retext = "匹配规则这2个字符串134444是否匹配规则5则则则7则"
matches = re.findall(r"\d+", text)  # 匹配一位或多位数字
print(matches)  # 输出: ['2', '134444', '5', '7']

2. 匹配非数字字符

使用 \D 匹配非数字字符：

import retext = "匹配规则这2个字符串3是否匹配规则5则则则7则"
matches = re.findall(r"\D", text)  # 匹配任何非数字字符
print(matches)  # 输出: ['匹', '配', '规', '则', '这', '个', '字', '符', '串', '是', '否', '匹', '配', '规', '则', '则', '则', '则', '则']

3. 匹配空白字符

使用 \s 匹配字符串中的空白字符：

import retext = "匹配规则   这2个字符串3是否匹\n配规则5则则则7则"
matches = re.findall(r"\s", text)  # 匹配任何空白字符
print(matches)  # 输出: [' ', ' ', ' ', '\n']

使用 \S 匹配非空白字符：

import retext = "匹配规则   这2个字符串3是否匹\n配规则5则则则7则"
matches = re.findall(r"\S", text)  # 匹配任何非空白字符
print(matches)  # 输出: ['匹', '配', '规', '则', '这', '2', '个', '字', '符', '串', '3', '是', '否', '匹', '配', '规', '则', '5', '则', '则', '则', '7', '则']

4. 匹配字母数字字符

使用 \w 匹配包括下划线在内的字母数字字符：

import retext = "https://www.cnblogs.com/"
matches = re.findall(r'\w', text)  # 匹配字母数字字符
print(matches)  # 输出: ['h', 't', 't', 'p', 's', 'w', 'w', 'w', 'c', 'n', 'b', 'l', 'o', 'g', 's', 'c', 'o', 'm']

使用 \W 匹配非字母数字字符：

import retext = "https://www.cnblogs.com/"
matches = re.findall(r'\W', text)  # 匹配非字母数字字符
print(matches)  # 输出: [':', '/', '/', '.', '.', '/']

性能考虑

在处理大量数据时，正则表达式的性能可能会受到影响。可以考虑以下优化策略：

• 使用原始字符串（r''）来避免转义字符。
• 避免复杂的表达式，尽量简化模式。
• 使用编译后的正则表达式。

compiled_pattern = re.compile(r'\d+')
matches = compiled_pattern.findall('abc123xyz456')
print("匹配结果:", matches)

总结

Python 的 re 模块为字符串处理提供了强大的正则表达式支持。通过掌握基本用法和实际应用，能够高效地处理复杂的字符串匹配和替换任务。掌握正则表达式的语法和方法，可以显著提升你的 Python 编程能力。