正则表达式

1. 什么是正则表达式

2. 基本语法

    2.1 字符类

    2.2 数量限定符

    2.3 位置限定符

    2.4 其它特殊字符

3. 实战演练

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    在工作中，为了提高工作效率，我们必须要学会使用Linux下的各种工具，它们强大而高效。正则表达式则是这些高效的工具之一，无论是文本处理命令grep、sed、awk中使用正则表达式，还是在代码编译器VS Code中使用正则表达式，都可以快速地帮助我们进行文本的查找或者替换，提高编写代码或者解决问题的工作效率，减少时间的浪费。

1. 什么是正则表达式

    如果要用grep查找一个模式，如何表示这个模式，这一类字符串，而不是一个特定的字符串呢？要表示一个模式至少应该包含以下信息：

• 字符类（Character Class）：它们在模式中表示一个字符，但是取值范围是一类字符中的任意一个。

• 数量限定符（Quantifier）： 例如邮件地址的每一部分可以有一个或多个x字符，IP地址的每一部分可以有1-3个y字符

• 各种字符类以及普通字符之间的位置关系：例如邮件地址分三部分，用普通字符@和.隔开，IP地址分四部分，用.隔开，每一部分都可以用字符类和数量限定符描述。为了表示位置关系，还有位置限定符（Anchor）的概念，将在下面介绍。

    规定一些特殊语法表示字符类、数量限定符和位置关系，然后用这些特殊语法和普通字符一起表示一个模式，这就是正则表达式（Regular Expression）。例如email地址的正则表达式可以写成[a-zA-Z0-9_.-]+@[a-zA-Z0-9_.-]+\.[a-zA-Z0-9_.-]+，IP地址的正则表达式可以写成[0-9]{1,3}\.[0-9]{1,3}\.[0-9]{1,3}\.[0-9]{1,3}。

2. 基本语法

2.1 字符类

字符	含义	举例
.	匹配任意一个字符	abc.可以匹配abcd、abc9等
\d	数字匹配符	可以匹配到数字0-9
\D	非数字匹配符，\d的反义	可以匹配任意非0-9的数字
\w	字母数字下划线匹配符	可以匹配任意字母a-z和A-Z、数字0-9和下划线-
\W	非字母数字下划线匹配符，\w的反义	可以匹配任意非字母a-z和A-Z、数字0-9和下划线-
\s	空白符匹配符	可以匹配任意空白符，包括回车、换行、制表符
\S	非空白符匹配符	可以匹配任意非空白符，除了回车、换行、制表符之外的
\r	匹配回车符
\n	匹配换行符
\f	匹配换页符
\t	匹配制表符
\v	匹配垂直制表符
[]	匹配括号中的任意一个字符	[abc]d可以匹配ad、bd或cd，\w可以用[0-9a-zA-Z_]表示
-	在[]括号内表示字符范围	[0-9a-fA-F]可以匹配一位十六进制数字
^	位于[]括号内的开头，匹配除括号中的字符之外的任意一个字符	[^xy]匹配除xy之外的任一字符，因此[^xy]1可以匹配a1、b1但不匹配x1、y1
[[:xxx:]]	grep工具预定义的一些命名字符类	[[:alpha:]]匹配一个字母，[[:digit:]]匹配一个数字

2.2 数量限定符

字符	含义	举例
?	紧跟在它前面的单元应匹配0次或1次	[0-9]?\.[0-9]匹配0.0、2.3、.5等，由于.在正则表达式中是一个特殊字符，所以需要用\转义一下，取字面值
+	紧跟在它前面的单元应匹配 >=1 次	[a-zA-Z0-9_.-]+@[a-zA-Z0-9_.-]+\.[a-zA-Z0-9_.-]+匹配email地址
*	紧跟在它前面的单元应匹配 >= 0 次	[0-9][0-9]*匹配至少一位数字，等价于[0-9]+，[a-zA-Z_]+[a-zA-Z_0-9]*匹配C语言的标识符
{N}	紧跟在它前面的单元应精确匹配N次	[1-9][0-9]{2}匹配从100到999的整数
{N,}	紧跟在它前面的单元应匹配至少N次	[1-9][0-9]{2,}匹配三位以上（含三位）的整数，{1,}相当于+号，{0,}相当于*号
{,M}	紧跟在它前面的单元应匹配最多M次	[0-9]{,1}相当于[0-9]?
{N,M}	紧跟在它前面的单元应匹配至少N次，最多M次	[0-9]{1,3}\.[0-9]{1,3}\.[0-9]{1,3}\.[0-9]{1,3}匹配IP地址，{0,1}相当于?号

2.3 位置限定符

字符	含义	举例
^	匹配行首的位置	^Content匹配位于一行开头的Content
$	匹配行末的位置	;$匹配位于一行结尾的;号，^$匹配空行
\<	匹配单词开头的位置	\<th匹配... this，但不匹配ethernet、tenth
\>	匹配单词结尾的位置	p\>匹配leap ...，但不匹配parent、sleepy
\b	匹配单词开头或结尾的位置	\bat\b匹配... at ...，但不匹配cat、atexit、batch
\B	匹配非单词开头和结尾的位置	\Bat\B匹配battery，但不匹配... attend、hat ...

2.4 其它特殊字符

字符	含义	举例
\	转义字符，普通字符转义为特殊字符，特殊字符转义为普通字符	普通字符<写成\<表示单词开头的位置，特殊字符.写成\.以及\写成\\就当作普通字符来匹配
()	将正则表达式的一部分括起来组成一个单元，可以对整个单元使用数量限定符	([0-9]{1,3}\.){3}[0-9]{1,3}匹配IP地址
|	连接两个子表达式，表示或的关系	n(o|either)匹配no或neither

3. 实战演练

（1）匹配邮箱：[0-9a-zA-Z-_.]+@[0-9a-zA-Z-_.]+\.[0-9a-zA-Z-_.]+

（2）匹配IP地址：([0-9]{1,3}\.){3}[0-9]{1,3}

（3）匹配时间和日期： \d{4}-\d{2}-\d{2} \d{2}:\d{2}:\d{2}