正規語法 (Regular Grammar) 是一種相當簡單的語法,這種語法被 Perl 語言成功的用於字串比對,接著成為重要的程式設計工具。此種標準的正規語法後來被稱為正則表達式 (Regular Expression)。目前,大部分的語言都已納入正則表達式的函式庫,正則表達是可以說是程式設計師必定要瞭解的工具,也就是常識的一部分。系統程式 設計師更應該要瞭解正則表達式,因為正規語法是程式語言當中,用來描述基本詞彙 (Vocabulary),並據以建構詞彙掃描器 (Lexer) 的基礎語法,Lexer 是編譯器的基本元件之一。
假如我們要用正則表達式描述整數數字,那麼,可以用 [0123456789]+ 這個表達式,其中的中括號 [ 與 ] 會框住一群字元,用來代表字元群,加號 + 所代表的是重複 1 次或以上,因此,該表達式就可以描述像 3702451 這樣的數字。然而,在正則表達式中,為了更方便撰寫,於是允許用 [0-9]+ 這樣的式子表達同樣的概念,其中的 0-9 其實就代表了 0123456789 等字元,這是一種簡便的縮寫法。甚至,可以再度縮短後以 [\d]+ 代表,其中的 \d 就代表數字所成的字元集合。
利用範例學習是理解正則表達式的有效方法,表格 1 就顯示了一些具有代表性的正則表達式範例。
表格 1. 正則表達式的範例
語法
|
正則表達式
|
範例
|
整數
|
[0-9]+
|
3704
|
有小數點的實數
|
[0-9]+\.[0-9]+
|
7.93
|
英文詞彙
|
[A-Za-z]+
|
Code
|
變數名稱
|
[A-Za-z_][A-Za-z0-9_]*
|
_counter
|
Email
|
[a-zA-Z0-9_]+@[a-zA-Z0-9\._]+
|
smallgcok@smallgcok.com
|
URL
|
https://long-ay.blogspot.com/
|
在實數的範例中,使用 \. 代表小數點符號 .,不熟悉正則表達式的讀者一定覺得奇怪,為何要加上斜線符號 \ 呢?這是因為在正則表達式當中,有許多符號具有特殊意義,例如點符號 . 是用來表示任意字元的,星號 * 是代表 0 次或以上,加號 + 代表一次或以上,在正則表達式當中,有許多這類的特殊字元,因此用斜線 \ 代表跳出字元,就像 C 語言當中 printf 函數內的用途一樣。因此,當我們看到 \ 符號時,必須繼續向後看,才能知道其所代表的意義。表格 2 列出了正則表達式當中大部份的重要符號之意義,以供讀者參考。
表格 2. 正則表達式當中的符號之意義
字元
|
描述
|
\
|
將下一個字元標記為一個特殊字元、或一個原義字元、或一個向後引用、或一個八進制轉義符。例如,“n”匹配字元“n”。“\n”匹 配一個分行符號。序列“\\”匹配“\”而“\(”則匹配“(”。
|
^
|
匹配輸入字串的開始位置。如果設置了RegExp物件的Multiline屬性,^也匹配“\n”或“\r”之後的位置。
|
$
|
匹配輸入字串的結束位置。如果設置了RegExp物件的Multiline屬性,$也匹配“\n”或“\r”之前的位置。
|
*
|
匹配前面的子運算式零次或多次。例如,zo*能匹配“z”以及“zoo”。*等價於{0,}。
|
+
|
匹配前面的子運算式一次或多次。例如,“zo+”能匹配“zo”以及“zoo”,但不能匹配“z”。+等價於{1,}。
|
?
|
匹配前面的子運算式零次或一次。例如,“do(es)?”可以匹配“do”或“does”中的“do”。?等價於{0,1}。
|
{n}
|
n是一個非負整數。匹配確定的n次。例如,“o{2}”不能匹配“Bob”中的“o”,但是能匹配“food”中的兩個o。
|
{n,}
|
n是一個非負整數。至少匹配n次。例如,“o{2,}”不能匹配“Bob”中的“o”,但能匹配“foooood”中的所有o。“o{1,}”等價於“o+”。“o{0,}”則等價於“o*”。
|
{n,m}
|
m和n均為非負整數,其中n<=m。最少匹配n次且最多匹配m次。例如,“o{1,3}”將匹配“fooooood”中的前三個o。“o{0,1}”等價於“o?”。請注意在逗號和兩個數之間不能有空格。
|
?
|
當該字元緊跟在任何一個其他限制符(*,+,?,{n},{n,},{n,m})後面時,匹配模式是非貪婪的。非貪婪模式盡可能少的匹配所搜索的
字串,而預設的貪婪模式則盡可能多的匹配所搜索的字串。例如,對於字串“oooo”,“o+?”將匹配單個“o”,而“o+”將匹配所有“o”。
|
.
|
匹配除“\n”之外的任何單個字元。要匹配包括“\n”在內的任何字元,請使用像“[.\n]”的模式。
|
(pattern)
|
匹配pattern並獲取這一匹配。所獲取的匹配可以從產生的Matches集合得到,在VBScript中使用SubMatches集合,在JScript中則使用$0…$9屬性。要匹配圓括號字元,請使用“\(”或“\)”。
|
(?:pattern)
|
匹配pattern但不獲取匹配結果,也就是說這是一個非獲取匹配,不進行存儲供以後使用。這在使用“或”字元(|)來組合一個模式的各個部分是很有用。例如,“industr(?:y|ies)就是一個比”industry|industries'更簡略的運算式。
|
(?=pattern)
|
正向預查,在任何匹配pattern的字串開始處匹配查找字串。這是一個非獲取匹配,也就是說,該匹配不需要獲取供以後使用。例
如,“Windows(?=95|98|NT|2000)”能匹配“Windows2000”中的“Windows”,但不能匹配 “Windows3.1”中的“Windows”。預查不消耗字元,也就是說,在一個匹配發生後,在最後一次匹配之後立即開始下一次匹配的搜索,而不是從
包含預查的字元之後開始。
|
(?!pattern)
|
負向預查,在任何不匹配pattern的字串開始處匹配查找字串。這是一個非獲取匹配,也就是說,該匹配不需要獲取供以後使用。例如 “Windows(?!95|98|NT|2000)”能匹配“Windows3.1”中的“Windows”,但不能匹配“Windows2000”中 的“Windows”。預查不消耗字元,也就是說,在一個匹配發生後,在最後一次匹配之後立即開始下一次匹配的搜索,而不是從包含預查的字元之後開始
|
x|y
|
匹配x或y。例如,“z|food”能匹配“z”或“food”。“(z|f)ood”則匹配“zood”或“food”。
|
[xyz]
|
字元集合。匹配所包含的任意一個字元。例如,“[abc]”可以匹配“plain”中的“a”。
|
[^xyz]
|
負值字元集合。匹配未包含的任意字元。例如,“[^abc]”可以匹配“plain”中的“p”。
|
[a-z]
|
字元範圍。匹配指定範圍內的任意字元。例如,“[a-z]”可以匹配“a”到“z”範圍內的任意小寫字母字元。
|
[^a-z]
|
負值字元範圍。匹配任何不在指定範圍內的任意字元。例如,“[^a-z]”可以匹配任何不在“a”到“z”範圍內的任意字元。
|
\b
|
|
\B
|
匹配非單詞邊界。“er\B”能匹配“verb”中的“er”,但不能匹配“never”中的“er”。
|
\cx
|
匹配由x指明的控制字元。例如,\cM匹配一個Control-M或回車符。x的值必須為A-Z或a-z之一。否則,將c視為一個原義的“c”字元。
|
\d
|
匹配一個數位字元。等價於[0-9]。
|
\D
|
匹配一個非數位字元。等價於[^0-9]。
|
\f
|
匹配一個換頁符。等價於\x0c和\cL。
|
\n
|
匹配一個分行符號。等價於\x0a和\cJ。
|
\r
|
匹配一個回車符。等價於\x0d和\cM。
|
\s
|
匹配任何空白字元,包括空格、定位字元、換頁符等等。等價於[\f\n\r\t\v]。
|
\S
|
匹配任何非空白字元。等價於[^\f\n\r\t\v]。
|
\t
|
匹配一個定位字元。等價於\x09和\cI。
|
\v
|
匹配一個垂直定位字元。等價於\x0b和\cK。
|
\w
|
匹配包括底線的任何單詞字元。等價於“[A-Za-z0-9_]”。
|
\W
|
匹配任何非單詞字元。等價於“[^A-Za-z0-9_]”。
|
\xn
|
匹配n,其中n為十六進位轉義值。十六進位轉義值必須為確定的兩個數位長。例如,“\x41”匹配“A”。“\x041”則等價於“\x04”&“1”。規則運算式中可以使用ASCII編碼。
|
\num
|
匹配num,其中num是一個正整數。對所獲取的匹配的引用。例如,“(.)\1”匹配兩個連續的相同字元。
|
\n
|
標識一個八進制轉義值或一個向後引用。如果\n之前至少n個獲取的子運算式,則n為向後引用。否則,如果n為八進位數字(0-7),則n為一個八進制轉義值。
|
\nm
|
標識一個八進制轉義值或一個向後引用。如果\nm之前至少有nm個獲得子運算式,則nm為向後引用。如果\nm之前至少有n個獲取,則n為一個後跟文字m的向後引用。如果前面的條件都不滿足,若n和m均為八進位數字(0-7),則\nm將匹配八進制轉義值nm。
|
\nml
|
如果n為八進位數字(0-3),且m和l均為八進位數字(0-7),則匹配八進制轉義值nml。
|
\un
|
匹配n,其中n是一個用四個十六進位數位表示的Unicode字元。例如,\u00A9匹配版權符號(©)。
|
範例 1. 在 C# 語言當中使用正則表達式進行樣式抽取的程式範例
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 | using System; using System.Collections.Generic; using System.Text.RegularExpressions; public class Regexp { // 測試主程式 static void Main(string[] args) { List<String> list = Regexp.matches(@" 32.4 + 56.7 is 89.1 ", @"[0-9]+\.[0-9]+", 0); foreach (String token in list) Console.WriteLine(token); } // 傳回text 中符合正規表示式pattern 的所有段落。 public static List<String> matches(String text, String pattern, int groupId) { List<String> rzList = new List<String>(); Match match = Regex.Match(text, pattern); for (int i = 0; match.Success; i++) { rzList.Add(match.Groups[groupId].Value); match = match.NextMatch(); } return rzList; } } |
執行結果
D:\ExampleCode>csc Regexp.cs
Microsoft (R) Visual C# 2008 Compiler version 3.5.21022.8
for Microsoft (R) .NET Framework version 3.5
Copyright (C) Microsoft Corporation. All rights reserved.
D:\ExampleCode>Regexp
32.4
56.7
89.1
參考文獻
資料來源:張智星的網站 - 正規表示式正規表示式 說明及範例 比對不成立之字串
/a/ 含字母 “a” 的字串,例如 “ab”, “bac”, “cba” “xyz”
/a./ 含字母 “a” 以及其後任一個字元的字串,例如 “ab”, “bac”(若要比對.,請使用 \.) “a”, “ba”
/^xy/ 以 “xy” 開始的字串,例如 “xyz”, “xyab”(若要比對 ^,請使用 \^) “axy”, “bxy”
/xy$/ 以 “xy” 結尾的字串,例如 “axy”, “abxy”以 “xy” 結尾的字串,例如 “axy”, “abxy” (若要比對 $,請使用 \$) “xya”, “xyb”
[13579] 包含 “1〃 或 “3〃 或 “5〃 或 “7〃 或 “9〃 的字串,例如:”a3b”, “1xy” “y2k”
[0-9] 含數字之字串 不含數字之字串
[a-z0-9] 含數字或小寫字母之字串 不含數字及小寫字母之字串
[a-zA-Z0-9] 含數字或字母之字串 不含數字及字母之字串
b[aeiou]t “bat”, “bet”, “bit”, “bot”, “but” “bxt”, “bzt”
[^0-9] 不含數字之字串(若要比對 ^,請使用 \^) 含數字之字串
[^aeiouAEIOU] 不含母音之字串(若要比對 ^,請使用 \^) 含母音之字串
[^\^] 不含 “^” 之字串,例如 “xyz”, “abc” “xy^”, “a^bc”
.
正規表示式的特定字元 說明 等效的正規表示式
\d 數字 [0-9]
\D 非數字 [^0-9]
\w 數字、字母、底線 [a-zA-Z0-9_]
\W 非 \w [^a-zA-Z0-9_]
\s 空白字元 [ \r\t\n\f]
\S 非空白字元 [^ \r\t\n\f]
.
正規表示式 說明
/a?/ 零或一個 a(若要比對? 字元,請使用 \?)
/a+/ 一或多個 a(若要比對+ 字元,請使用 \+)
/a*/ 零或多個 a(若要比對* 字元,請使用 \*)
/a{4}/ 四個 a
/a{5,10}/ 五至十個 a
/a{5,}/ 至少五個 a
/a{,3}/ 至多三個 a
/a.{5}b/ a 和 b中間夾五個(非換行)字元
.
字元 說明 簡單範例
\ 避開特殊字元 /A\*/ 可用於比對 “A*”,其中 * 是一個特殊字元,為避開其特殊意義,所以必須加上 “\”
^ 比對輸入列的啟始位置 /^A/ 可比對 “Abcd” 中的 “A”,但不可比對 “aAb”
$ 比對輸入列的結束位置 /A$/ 可比對 “bcdA” 中的 “A”,但不可比對 “aAb”
* 比對前一個字元零次或更多次 /bo*/ 可比對 “Good boook” 中的 “booo”,亦可比對 “Good bk” 中的 “b”
+ 比對前一個字元一次或更多次,等效於 {1,} /a+/ 可比對 “caaandy” 中的 “aaa”,但不可比對 “cndy”
? 比對前一個字元零次或一次 /e?l/ 可比對 “angel” 中的 “el”,也可以比對 “angle” 中的 “l”
. 比對任何一個字元(但換行符號不算) /.n/ 可比對 “nay, an apple is on the tree” 中的 “an” 和 “on”,但不可比對 “nay”
(x) 比對 x 並將符合的部分存入一個變數 /(a*) and (b*)/ 可比對 “aaa and bb” 中的 “aaa” 和 “bb”,並將這兩個比對得到的字串設定至變數 RegExp.$1 和 RegExp.$2。
xy 比對 x 或 y /a*b*/g 可比對 “aaa and bb” 中的 “aaa” 和 “bb”
{n} 比對前一個字元 n 次,n 為一個正整數 /a{3}/ 可比對 “lllaaalaa” 其中的 “aaa”,但不可比對 “aa”
{n,} 比對前一個字元至少 n 次,n 為一個正整數 /a{3,}/ 可比對 “aa aaa aaaa” 其中的 “aaa” 及 “aaaa”,但不可比對 “aa”
{n,m} 比對前一個字元至少 n 次,至多 m 次,m、n 均為正整數 /a{3,4}/ 可比對 “aa aaa aaaa aaaaa” 其中的 “aaa” 及 “aaaa”,但不可比對 “aa” 及 “aaaaa”
[xyz] 比對中括弧內的任一個字元 /[ecm]/ 可比對 “welcome” 中的 “e” 或 “c” 或 “m”
[^xyz] 比對不在中括弧內出現的任一個字元 /[^ecm]/ 可比對 “welcome” 中的 “w”、”l”、”o”,可見出其與 [xyz] 功能相反。(同時請注意 /^/ 與 [^] 之間功能的不同。)
[\b] 比對退位字元(Backspace character) 可以比對一個 backspace ,也請注意 [\b] 與 \b 之間的差別
\b 比對英文字的邊界,例如空格 例如 /\bn\w/ 可以比對 “noonday” 中的 ‘no’ ;
/\wy\b/ 可比對 “possibly yesterday.” 中的 ‘ly’
\B 比對非「英文字的邊界」 例如, /\w\Bn/ 可以比對 “noonday” 中的 ‘on’ ,
另外 /y\B\w/ 可以比對 “possibly yesterday.” 中的 ‘ye’
\cX 比對控制字元(Control character),其中 X 是一個控制字元 /\cM/ 可以比對 一個字串中的 control-M
\d 比對任一個數字,等效於 [0-9] /[\d]/ 可比對 由 “0〃 至 “9〃 的任一數字 但其餘如字母等就不可比對
\D 比對任一個非數字,等效於 [^0-9] /[\D]/ 可比對 “w” “a”
⋯ 但不可比對如 “7〃 “1〃 等數字
\f 比對 form-feed 若是在文字中有發生 “換頁” 的行為 則可以比對成功
\n 比對換行符號 若是在文字中有發生 “換行” 的行為 則可以比對成功
\r 比對 carriage return
\s 比對任一個空白字元(White space character),等效於 [ \f\n\r\t\v] /\s\w*/ 可比對 “A b” 中的 “b”
\S 比對任一個非空白字元,等效於 [^ \f\n\r\t\v] /\S/\w* 可比對 “A b” 中的 “A”
\t 比對定位字元(Tab)
\v 比對垂直定位字元(Vertical tab)
\w 比對數字字母字元(Alphanumerical characters)或底線字母(”_”),等效於 [A-Za-z0-9_] /\w/ 可比對 “.A _!9〃 中的 “A”、”_”、”9〃。
\W 比對非「數字字母字元或底線字母」,等效於 [^A-Za-z0-9_] /\W/ 可比對 “.A _!9〃 中的 “.”、” “、”!”,可見其功能與 /\w/ 恰好相反。
\ooctal 比對八進位,其中octal是八進位數目 /\oocetal123/ 可比對 與 八進位的ASCII中 “123〃 所相對應的字元值。
\xhex 比對十六進位,其中hex是十六進位數目 /\xhex38/ 可比對 與 16進位的ASCII中 “38〃 所相對應的字元。
1. "." 代表任何一個字元
ex: "f.x" 代表任何f開頭,x結尾, 共3個字的字串
"T...y" 代表T開頭,y結尾, 共5個字的字串
2. "w" 代表任何一個英文字元
ex: "w.w" 代表英文字開頭, 英文字結尾, 中間夾著任何一個字元的3個字長度字串
3. "{n}" 代表前面的運算式重複n次
ex: "a[3}." 代表找出所有前面有3個a,後面接任何一個字的字串
ex: "T.{3}y" 同上面的 "T...y"
4. "[]" 可以括起某些範圍內的東西
ex: "[aeiou].A" 代表任何由a,e,i,o,u開頭, 中間夾任何一個字, A結尾的字串
ex: "[0-9]" 代表0-9之間的某個數字都合於所求
5. "" 可用來處理逸脫字元
ex:搭配上面的功能 "[0-9]{2}-[0-9]{7}" 代表找出所有類似 02-2815637 這樣格式的字串
ex:"*.*.." 代表找出所有前面三個字是*.* , 後面接兩個任意字元的字串
6. "d"的意思和"[0-9]" 一樣
7. "^" 是不包含的意思
ex: "[^0-9a-z]..Z" 代表搜尋所有前面不是數字和小寫英文字, 中間夾著兩個任意字元 ,
最後接著大寫Z的字串
8. 計算數量用的中繼字元
"?" 代表前面的項目重複0次或1次
"*" 代表前面的項目重複0~無限次
"+" 代表前面的項目重複1~無限次
所以搭配上面已經會的
ex : Email搜尋條件 "w+@w+.w+" 可找出 xxx@xxx.xxx這種格式的email
(其他格式的就自己研究囉)
ex: 過濾網址 "" 這是簡單版, 可濾出被.... 包住的網址,
再用字串處理指令去做
或是寫更複雜的regex直接濾出所要的(比較不建議, 因為那樣其實比較浪費cpu和記憶體)
9. 特殊: "^" 和 "$" 搭配運用 , 用來找出某字開始, 某字結束的字串
ex: "^d+" 會找出所有以數字開頭的"整行文字"
ex: "^d?." 會找出數字開頭, 跟著句點的字串 , 類似 "1.xxxxxx" 這樣的字串
ex: ".$" 會找出以句號當結束的整行字
10. 多重判斷 ( | ) 中間那個符號是OR
ex: "[0-9]{2}(a | bc | ff)." 找尋所有前面是兩個數字, 中間是a或是bc或是ff, 後面句號結尾的字串
ex: "f.x" 代表任何f開頭,x結尾, 共3個字的字串
"T...y" 代表T開頭,y結尾, 共5個字的字串
2. "w" 代表任何一個英文字元
ex: "w.w" 代表英文字開頭, 英文字結尾, 中間夾著任何一個字元的3個字長度字串
3. "{n}" 代表前面的運算式重複n次
ex: "a[3}." 代表找出所有前面有3個a,後面接任何一個字的字串
ex: "T.{3}y" 同上面的 "T...y"
4. "[]" 可以括起某些範圍內的東西
ex: "[aeiou].A" 代表任何由a,e,i,o,u開頭, 中間夾任何一個字, A結尾的字串
ex: "[0-9]" 代表0-9之間的某個數字都合於所求
5. "" 可用來處理逸脫字元
ex:搭配上面的功能 "[0-9]{2}-[0-9]{7}" 代表找出所有類似 02-2815637 這樣格式的字串
ex:"*.*.." 代表找出所有前面三個字是*.* , 後面接兩個任意字元的字串
6. "d"的意思和"[0-9]" 一樣
7. "^" 是不包含的意思
ex: "[^0-9a-z]..Z" 代表搜尋所有前面不是數字和小寫英文字, 中間夾著兩個任意字元 ,
最後接著大寫Z的字串
8. 計算數量用的中繼字元
"?" 代表前面的項目重複0次或1次
"*" 代表前面的項目重複0~無限次
"+" 代表前面的項目重複1~無限次
所以搭配上面已經會的
ex : Email搜尋條件 "w+@w+.w+" 可找出 xxx@xxx.xxx這種格式的email
(其他格式的就自己研究囉)
ex: 過濾網址 "" 這是簡單版, 可濾出被.... 包住的網址,
再用字串處理指令去做
或是寫更複雜的regex直接濾出所要的(比較不建議, 因為那樣其實比較浪費cpu和記憶體)
9. 特殊: "^" 和 "$" 搭配運用 , 用來找出某字開始, 某字結束的字串
ex: "^d+" 會找出所有以數字開頭的"整行文字"
ex: "^d?." 會找出數字開頭, 跟著句點的字串 , 類似 "1.xxxxxx" 這樣的字串
ex: ".$" 會找出以句號當結束的整行字
10. 多重判斷 ( | ) 中間那個符號是OR
ex: "[0-9]{2}(a | bc | ff)." 找尋所有前面是兩個數字, 中間是a或是bc或是ff, 後面句號結尾的字串
沒有留言:
張貼留言