python正则表达式处理文本-re模块

1.概述

正则表达式通常用于含有大量文本处理的应用当中。例如，它们经常用作开发者使用的文本编辑程序的搜索模式，包括 vi，emacs 和现代集成开发环境。它们也是 Unix 命令行工具的组成部分，例如 sed、grep 和 awk。很多编程语言是在语法中支持正则表达式（Perl、Ruby、Awk 和 Tcl），但 C、C++ 和 Python 等其他语言，通过扩展库来支持正则表达式。

正则表达式存在多个开源实现，每个实现都共享一个通用的核心语法，但对高级特性有不同的扩展和修改。Python 的 re 库使用的语法基于 Perl 的正则表达式语法，并且有一些特定于 Python 的增强。

尽管「正则表达式」的正式定义仅限于描述正则语言的表达式，但 re 支持的一些扩展已经超出了正则语言的范畴。在这里，「正则表达式」术语有点更通用的感觉，意味着是任何可以被 Python 的 re 模块所描述的表达式。

2.re模块介绍

python中re模块赋予了正则更强的表达能力：
尽管「正则表达式」的正式定义仅限于描述正则语言的表达式，但 re 模块支持的一些扩展已经超出了正则语言的范畴。
在这里，「正则表达式」术语有点更通用的感觉，意味着是任何可以被 Python 的 re 模块所描述的表达式。

re模块结构介绍
re模块由9个常量、12个函数、1个异常构成，下面通过示例详细介绍他们使用方法，应用到开发中解决实际的问题。

re模块常用函数介绍
re模块提供了许多的函数对文本做不同的处理，下面是函数处理文本的职责。

• match函数
  使用一个模式匹配文本，如果匹配成功就返回匹配到的内容，否则返回None
• compile 函数
  用于编译正则表达式，生成一个正则表达式（ Pattern ）对象，供 match() 和 search() 这两个函数使用
• search函数
  扫描整个字符串并返回第一个成功的匹配，如果没有匹配，就返回一个 None。
• findall函数
  在字符串中找到正则表达式所匹配的所有子串，并返回一个列表，如果没有找到匹配的，则返回空列表。注意： match 和 search 是匹配一次 findall 匹配所有。
• finditer函数
  和 findall 类似，在字符串中找到正则表达式所匹配的所有子串，并把它们作为一个迭代器返回。
• sub函数
  sub是substitute的所写，表示替换，将匹配到的数据进⾏替换。
• subn函数
  行为与sub()相同，但是返回一个元组 (字符串, 替换次数)。
• split函数
  根据匹配进⾏切割字符串，并返回⼀个列表。

3.re模块常量介绍

3.1.常量介绍

re模块常量是定义在一个继承Int类型的枚举类中，有9个常量，常量的值都是int类型。

class RegexFlag(enum.IntFlag):ASCII = A = sre_compile.SRE_FLAG_ASCII # assume ascii "locale"IGNORECASE = I = sre_compile.SRE_FLAG_IGNORECASE # ignore caseLOCALE = L = sre_compile.SRE_FLAG_LOCALE # assume current 8-bit localeUNICODE = U = sre_compile.SRE_FLAG_UNICODE # assume unicode "locale"MULTILINE = M = sre_compile.SRE_FLAG_MULTILINE # make anchors look for newlineDOTALL = S = sre_compile.SRE_FLAG_DOTALL # make dot match newlineVERBOSE = X = sre_compile.SRE_FLAG_VERBOSE # ignore whitespace and comments# sre extensions (experimental, don't rely on these)TEMPLATE = T = sre_compile.SRE_FLAG_TEMPLATE # disable backtrackingDEBUG = sre_compile.SRE_FLAG_DEBUG # dump pattern after compilation

1.IGNORECASE

语法： re.IGNORECASE 或简写为 re.I

作用： 进行忽略大小写匹配

下面的例子查询match时会将大写和小写都查询出来

import repattern = 'match'
text = 'Does this text match the pattern, Match text'print('默认区分大小写：', re.findall(pattern, text), end='\n')print('IGNORECASE属性忽略大小写', re.findall(pattern, text, re.IGNORECASE))

查找文本时使用re.IGNORECASE常量忽略了match的大小写，大写和小写的match都会查询到。

默认区分大小写： ['match']
IGNORECASE忽略大小写 ['match', 'Match']

2.ASCII码

语法： re.ASCII 或简写为 re.A
作用： 顾名思义，ASCII表示ASCII码的意思，让 \w, \W, \b, \B, \d, \D, \s 和 \S 只匹配ASCII，而不是Unicode。

import re
pattern = r'\w+'
text = 'a白日依山尽b，黄河入海流c'print('Unicode模式查找结果：', re.findall(pattern, text))print('ASCII模式查找结果：', re.findall(pattern, text, re.ASCII))

在默认匹配模式下\w+匹配到了所有字符串，而在ASCII模式下，只匹配到了a、b、c（ASCII编码支持的字符）。

Unicode模式查找结果： ['a白日依山尽b', '黄河入海流c']
ASCII模式查找结果： ['a', 'b', 'c']

3.DOTALL

语法： re.DOTALL 或简写为 re.S

作用： DOT表示.，ALL表示所有，连起来就是.匹配所有，包括换行符\n。默认模式下.是不能匹配行符\n的。

import re
pattern = r'.*'
text = '白日依山尽,\n黄河入海流'
print('默认匹配：', re.findall(pattern, text))print('.匹配所有：', re.findall(pattern, text, re.DOTALL))

在默认匹配模式下.并没有匹配换行符\n，而是将字符串分开匹配；而在re.DOTALL模式下，换行符\n与字符串一起被匹配到。

默认匹配： ['白日依山尽,', '', '黄河入海流', '']
.匹配所有： ['白日依山尽,\n黄河入海流', '']

4. MULTILINE

语法： re.MULTILINE 或简写为 re.M

作用： 多行模式，当某字符串中有换行符\n，默认模式下是不支持匹配下一行行头匹配。而多行模式下是支持匹配行开头的。

正则表达式中^表示匹配行的开头，默认模式下它只能匹配字符串的开头；而在多行模式下，它还可以匹配 换行符\n后面的字符。

注意：正则语法中^匹配行开头、\A匹配字符串开头，单行模式下它两效果一致，多行模式下\A不能识别\n。

import re
pattern = r'^黄'
text = '白日依山尽,\n黄河入海流'
print('默认匹配：', re.findall(pattern, text))
print('多行匹配行头', re.findall(pattern, text, re.MULTILINE))

多行模式匹配到了第二行开头黄 字符

默认匹配： []
多行匹配行头 ['黄']

5. VERBOSE

语法： re.VERBOSE 或简写为 re.X

作用： 详细模式，可以在正则表达式中加注解！

import re
pattern = r'''
白日 # 白天的太阳
'''
text = '白日依山尽,\n黄河入海流'
print('默认匹配：', re.findall(pattern, text))
print('详细模式匹配注释', re.findall(pattern, text, re.VERBOSE))

默认模式下并不能识别正则表达式中的注释，而详细模式是可以识别的。

默认匹配： []
详细模式匹配注释 ['白日']

6.LOCALE

语法： re.LOCALE 或简写为 re.L

作用： 由当前语言区域决定 \w, \W, \b, \B 和大小写敏感匹配，这个标记只能对byte样式有效。这个标记官方已经不推荐使用，因为语言区域机制很不可靠，它一次只能处理一个 "习惯”，而且只对8位字节有效。

7.UNICODE

语法： re.UNICODE 或简写为 re.U

作用： 与 ASCII 模式类似，匹配unicode编码支持的字符，但是 Python 3 默认字符串已经是Unicode，所以有点冗余。

8. DEBUG

语法： re.DEBUG

作用： 显示编译时的debug信息。

import re
pattern = r'白日'
text = '白日依山尽,\n黄河入海流'
print('默认匹配：', re.findall(pattern, text))
print('debug模式', re.findall(pattern, text, re.DEBUG))

运行结果

默认匹配： ['白日']
LITERAL 30333
LITERAL 260850. INFO 10 0b11 2 2 (to 11)prefix_skip 2prefix [0x767d, 0x65e5] ('白日')overlap [0, 0]
11: LITERAL 0x767d ('白')
13. LITERAL 0x65e5 ('日')
15. SUCCESS
debug模式 ['白日']

9.TEMPLATE

语法： re.TEMPLATE 或简写为 re.T
作用：disable backtracking(禁用回溯)

3.2.常量组合使用

常量可叠加使用，因为常量值都是2的幂次方值，所以是可以叠加使用的，叠加时请使用 | 符号，请勿使用+ 符号！

import repattern = '^match'
text = 'Does this text match the pattern, \nMatch text'print('默认区分大小写：', re.findall(pattern, text), end='\n')print('多个模式组合使用', re.findall(pattern, text, re.IGNORECASE | re.MULTILINE))

上面使用了忽略大小写和多行模式组合查询出Match开头的字符。

默认区分大小写： []
IGNORECASE属性忽略大小写 ['Match']

4.re模块函数

re模块有12个函数可以查找匹配文本，根据他们的功能分类如下：

4.1.查找一个匹配项

查找并返回一个匹配项的函数有3个：search、match、fullmatch，他们的区别分别是

• search： 查找任意位置的匹配项
• match： 必须从字符串开头匹配
• fullmatch： 整个字符串与正则完全匹配

1.查找一个匹配项示例

这个例子分别使用search、match、fullmatch 三个函数测试查询一个匹配项的区别。

import re
pattern = '白日'
text = 'A白日依山尽，白日依山尽'print('search:', re.search(pattern, text).group())print('match', re.match(pattern, text))print('fullmatch:', re.fullmatch(pattern, text))

search函数在字符串任意位置匹配，符合表达式模式就会返回结果。
match函数需要从头匹配，在文本中开头有个A字符，因此他没有匹配到结果。
fullmatch函数匹配的内容需要与文本完全相同，因此返回的结果也是空。

search: 白日
match None
fullmatch: None

2.查询结果处理函数

使用search、match、fullmatch 三个函数查询字符串返回值是一个Match(Generic[AnyStr])类型对象，在该对象中提供了一些方法用来处理返回值。
下面介绍下处理匹配结果常用方法

• start：获取匹配结果开始索引地址
• end：获取匹配结果结束索引地址
• group：分组截取字符串

import re
pattern = '白日'
text = '白日依山尽，白日依山尽'search_result = re.search(pattern, text)
print(search_result)
# search 获取查询开始和结尾索引
s = search_result.start()
e = search_result.end()# search_result.re.pattern 获取匹配模式， search_result.string获取匹配的文本
print('Found "{}"\nin "{}"\nfrom {} to {} ("{}")'.format(search_result.re.pattern, search_result.string, s, e, text[s:e]))print('gourp 分组显示查询结果', search_result.group())
print('span 返回查询结果起止下标：', search_result.span())

运行结果

<re.Match object; span=(0, 2), match='白日'>
Found "白日"
in "白日依山尽，白日依山尽"
from 0 to 2 ("白日")
gourp 分组显示查询结果 白日
span 返回查询结果起止下标： (0, 2)

4.2.查找多个匹配项

查找多项函数主要有：findall函数 与 finditer函数
两个方法基本类似，只不过一个是返回列表，一个是返回迭代器。我们知道列表是一次性生成在内存中，而迭代器是需要使用时一点一点生成出来的，节省内存。

• findall： 从字符串任意位置查找，返回一个列表
• finditer：从字符串任意位置查找，返回一个迭代器

import re
pattern = '白日'
text = '白日依山尽，白日依山尽'search_sult = re.search(pattern, text)
print('查找一个匹配项：', search_sult.group())findall_sult = re.findall(pattern, text)
print('查找多个匹配项：', findall_sult)

查找同一个文本，使用search查找结果只有一个。使用findall查找所有符合条件的值。

查找一个匹配项： 白日
查找多个匹配项： ['白日', '白日']

4.3.分割文本

re.split(pattern, string, maxsplit=0, flags=0) 函数作用就是根据分割模式对文本进行分隔，他不是查找字符。

• pattern相当于str.split()中的sep，分隔符的意思，不但可以是字符串，也可以为正则表达式
• maxsplit表示最多进行分割次数，
• flags表示模式，就是上面我们讲解的常量

1.不限制分割次数

import re
pattern = '[a-b]'
text = '1,2,3,4,a,5,6,7,8,b,9,10,11,12'split_sult = re.split(pattern, text, maxsplit=0, flags=re.IGNORECASE)
print('split分割', split_sult)
# 列表索引切片操作获取数据
print(split_sult[0])
print(split_sult[:2])

上面使用[a-b] 模式分割文本，maxsplit设置为0表示为不显示分割次数，split函数将在文本中遇到a或b字符就会将文本分割一次，返回的结果是一个列表，可以通过索引获取每个值。

split分割 ['1,2,3,4,', ',5,6,7,8,', ',9,10,11,12']
1,2,3,4,
['1,2,3,4,', ',5,6,7,8,']

2.限制分割次数

import re
pattern = '[a-b]'
text = '1,2,3,4,a,5,6,7,8,b,9,10,11,12'split_sult = re.split(pattern, text, maxsplit=1, flags=re.IGNORECASE)
print('split分割', split_sult)

设置split分割一次，下面分割后列表中有两个元素。

split分割 ['1,2,3,4,', ',5,6,7,8,b,9,10,11,12']

4.4.替换

替换主要有sub函数 与 subn函数
re.sub(pattern, repl, string, count=0, flags=0) 函数：

• repl替换掉string中被pattern匹配的字符
• count表示最大替换次数
• flags表示正则表达式的常量

re.subn(pattern, repl, string, count=0, flags=0) 函数与 re.sub函数 功能一致，只不过返回一个元组 (字符串, 替换次数)

1.sub替换文本

sub函数中的入参：repl替换内容既可以是字符串，也可以是一个函数哦！ 如果repl为函数时，只能有一个入参：Match匹配对象。

import re
pattern = '在'
repl = '尽'
text = '白日依山在，黄河入海流'
sub_sult = re.sub(pattern, repl, text)
print('sub替换文本：',sub_sult)

4.5.编译正则模板

re模块执行过程
re模块匹配文本时需要执行两个步骤，编译正则表达式，然后用表达式匹配文本。

为什么要预编译表达式
如果每次匹配文本都要编译一次正则表达式效率会降低，因此我们可以可通过compile函数预编译表达式，每次匹配文本时就省去了编译步骤。

编译表达式对象函数
compile函数 与 template函数 将正则表达式的样式编译为一个 正则表达式对象 ，这个对象与re模块有同样的正则函数。

注意
不论你是否使用预编译表达式，python在re模块的源码中默认使用compile预编译模式执行匹配文本。
查看 findall(), search(), match(）的源码

def search(pattern, string, flags=0):"""Scan through string looking for a match to the pattern, returninga Match object, or None if no match was found."""# 调用 _compile函数，编译表达式，然后在调用search查询文本return _compile(pattern, flags).search(string)

1.compile函数编译表达式

import re
pattern = '白日'
# 预编译表达式
pattern_obj = re.compile(pattern)
text = '白日依山尽，白日依山尽'compile_sult = pattern_obj.search(text).group()
print('编译正则模板：',compile_sult)

运行结果

编译正则模板： 白日

2.template函数

template函数 与 compile函数 类似，只不过是增加了我们之前说的re.TEMPLATE 模式，我们可以看看源码。

def template(pattern, flags=0):"Compile a template pattern, returning a Pattern object"return _compile(pattern, flags|T)

4.6.转义特殊字符

re.escape(pattern) 可以转义正则表达式中具有特殊含义的字符，比如：. 或者 *

import re
pattern = '白日*'
text = '白日*依山尽，黄河.入海流'
search_sult = re.search(pattern, text)
print('search查询结果：', search_sult.group())# 输出转义字符
escape_sult = re.escape(pattern)
print('escape转义字符输出结果：', escape_sult)

使用普通的search函数输出时没有将*特殊字符输出，escape函数将*特殊字符转义后输出，但是它的输出显示转义有问题在*前面加上了\ 因此不建议使用它转义，还是手动转义好。

search查询结果： 白日
escape转义字符输出结果： 白日\*

下面是在表达式中手动对特殊字符转义。

import re
# 手动转义
pattern = '白日\*'
text = '白日*依山尽，黄河.入海流'
search_sult = re.search(pattern, text)
print('search查询结果：', search_sult.group())

运行结果符合我们查找的结果

search查询结果： 白日*

4.7.清除正则表达式缓存

re.purge() 函数作用就是清除 正则表达式缓存，具体有什么缓存呢？我们先看看源码

def purge():"Clear the regular expression caches"_cache.clear()_compile_repl.cache_clear()

5.正则语法

使用好re模块解决工作中遇到的问题，除了掌握re模块提供的函数，还要掌握正则本身的语法。
正则语法是标准的语法在网上也是非常容易找到，这里提供了菜鸟教程的正则语法，方便在工作中查阅正则语法。

菜鸟正则语法：https://www.runoob.com/regexp/regexp-syntax.html