1. Python正則表達(dá)式,這一篇就夠了!

        共 6009字,需瀏覽 13分鐘

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        2020-03-31 23:26

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        之前我們講解了 正則表達(dá)式 的起源、發(fā)展、流派、語(yǔ)法、引擎、優(yōu)化等相關(guān)知識(shí),今天我們主要來(lái)學(xué)習(xí)一下 正則表達(dá)式在 Python語(yǔ)言 中的應(yīng)用!大多數(shù)編程語(yǔ)言的正則表達(dá)式設(shè)計(jì)都師從Perl,所以語(yǔ)法基本相似,不同的是每種語(yǔ)言都有自己的函數(shù)去支持正則,今天我們就來(lái)學(xué)習(xí) Python中關(guān)于 正則表達(dá)式的函數(shù)。f852bbb3e602f47646fd7c0d327292e5.webpre模塊主要定義了9個(gè)常量、12個(gè)函數(shù)、1個(gè)異常,每個(gè)常量和函數(shù)豬哥都會(huì)通過(guò)實(shí)際代碼案例講解,讓大家能更直觀的了解其作用!注:為避免出現(xiàn)代碼格式錯(cuò)亂,豬哥盡量使用代碼截圖演示哦。


        一、re模塊簡(jiǎn)介

        聊到Python正則表達(dá)式的支持,首先肯定會(huì)想到re庫(kù),這是一個(gè)Python處理文本的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)。
        標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的意思表示這是一個(gè)Python內(nèi)置模塊,不需要額外下載,目前Python內(nèi)置模塊大概有300個(gè)??梢栽谶@里查看Python所有的內(nèi)置模塊:https://docs.python.org/3/py-modindex.html#cap-r


        因?yàn)閞e是內(nèi)置模塊,所以不需要再下載,使用時(shí)直接引入即可:
        import re


        re模塊官方文檔:https://docs.python.org/zh-cn/3.8/library/re.htmlre模塊庫(kù)源碼:https://github.com/python/cpython/blob/3.8/Lib/re.py


        二、re模塊常量

        常量即表示不可更改的變量,一般用于做標(biāo)記。re模塊中有9個(gè)常量,常量的值都是int類(lèi)型!f5912531c6a140edb9ee48b3504988bb.webp上圖我們可以看到,所有的常量都是在RegexFlag枚舉類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn),這是在Python 3.6做的改版。在Python 3.6以前版本是直接將常量寫(xiě)在re.py中,使用枚舉的好處就是方便管理和使用!7b892745a9f6c01a225ac0954ecab195.webp下面我們來(lái)快速學(xué)習(xí)這些常量的作用及如何使用他們,按常用度排序!

        1. IGNORECASE

        語(yǔ)法: re.IGNORECASE 或簡(jiǎn)寫(xiě)為 re.I作用: 進(jìn)行忽略大小寫(xiě)匹配。代碼案例:adafdaaeee8ef9a81e1ea192d24cb19d.webp在默認(rèn)匹配模式下大寫(xiě)字母B無(wú)法匹配小寫(xiě)字母b,而在 忽略大小寫(xiě) 模式下是可以的。

        2. ASCII

        語(yǔ)法: re.ASCII 或簡(jiǎn)寫(xiě)為 re.A作用: 顧名思義,ASCII表示ASCII碼的意思,讓 \w, \W, \b, \B, \d, \D, \s\S 只匹配ASCII,而不是Unicode。代碼案例:eda2ae7fad13e6daebd0ee62e7969f44.webp
        在默認(rèn)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編碼支持的字符)。注意:這只對(duì)字符串匹配模式有效,對(duì)字節(jié)匹配模式無(wú)效。

        3. DOTALL

        語(yǔ)法: re.DOTALL 或簡(jiǎn)寫(xiě)為 re.S作用: DOT表示.,ALL表示所有,連起來(lái)就是.匹配所有,包括換行符\n。默認(rèn)模式下.是不能匹配行符\n代碼案例:5cf233855ea0b95837ca8674ed3cc1aa.webp在默認(rèn)匹配模式下.并沒(méi)有匹配換行符\n,而是將字符串分開(kāi)匹配;而在re.DOTALL模式下,換行符\n與字符串一起被匹配到。注意:默認(rèn)匹配模式下.并不會(huì)匹配換行符\n

        4. MULTILINE

        語(yǔ)法: re.MULTILINE 或簡(jiǎn)寫(xiě)為 re.M作用:多行模式,當(dāng)某字符串中有換行符\n,默認(rèn)模式下是不支持換行符特性的,比如:行開(kāi)頭 和 行結(jié)尾,而多行模式下是支持匹配行開(kāi)頭的。代碼案例:77eae8de4ee8c72809c9024e08592717.webp正則表達(dá)式中^表示匹配行的開(kāi)頭,默認(rèn)模式下它只能匹配字符串的開(kāi)頭;而在多行模式下,它還可以匹配 換行符\n后面的字符。注意:正則語(yǔ)法中^匹配行開(kāi)頭、\A匹配字符串開(kāi)頭,單行模式下它兩效果一致,多行模式下\A不能識(shí)別\n

        5. VERBOSE

        語(yǔ)法:re.VERBOSE 或簡(jiǎn)寫(xiě)為 re.X作用:詳細(xì)模式,可以在正則表達(dá)式中加注解!代碼案例:ce502a9d5eabaa7c113431d33d0852a3.webp
        默認(rèn)模式下并不能識(shí)別正則表達(dá)式中的注釋,而詳細(xì)模式是可以識(shí)別的。當(dāng)一個(gè)正則表達(dá)式十分復(fù)雜的時(shí)候,詳細(xì)模式或許能為你提供另一種注釋方式,但它不應(yīng)該成為炫技的手段,建議謹(jǐn)慎考慮后使用!

        6.LOCALE

        語(yǔ)法: re.LOCALE 或簡(jiǎn)寫(xiě)為 re.L作用: 由當(dāng)前語(yǔ)言區(qū)域決定 \w, \W, \b, \B 和大小寫(xiě)敏感匹配,這個(gè)標(biāo)記只能對(duì)byte樣式有效。這個(gè)標(biāo)記官方已經(jīng)不推薦使用,因?yàn)檎Z(yǔ)言區(qū)域機(jī)制很不可靠,它一次只能處理一個(gè) “習(xí)慣”,而且只對(duì)8位字節(jié)有效。注意: 由于這個(gè)標(biāo)記官方已經(jīng)不推薦使用,而且豬哥也沒(méi)使用過(guò),所以就不給出實(shí)際的案例!

        7.UNICODE

        語(yǔ)法: re.UNICODE 或簡(jiǎn)寫(xiě)為 re.U作用: 與 ASCII 模式類(lèi)似,匹配unicode編碼支持的字符,但是 Python 3 默認(rèn)字符串已經(jīng)是Unicode,所以有點(diǎn)冗余。

        8. DEBUG

        語(yǔ)法: re.DEBUG作用: 顯示編譯時(shí)的debug信息。代碼案例:d155c4498c6384f5917722baa29249c7.webp雖然debug模式下確實(shí)會(huì)打印編譯信息,但豬哥并不理解這是什么語(yǔ)言 以及表達(dá)的含義,希望了解的朋友能不吝賜教。

        9.TEMPLATE

        語(yǔ)法: re.TEMPLATE ?或簡(jiǎn)寫(xiě)為 re.T作用: 豬哥也沒(méi)搞懂TEMPLATE的具體用處,源碼注釋中寫(xiě)著:disable backtracking(禁用回溯),有了解的同學(xué)可以留言告知!613439c6ca04fca14506850dcd66301a.webp

        10. 常量總結(jié)

        1. 9個(gè)常量中,前5個(gè)(IGNORECASE、ASCII、DOTALL、MULTILINE、VERBOSE)有用處,兩個(gè)(LOCALE、UNICODE)官方不建議使用、兩個(gè)(TEMPLATE、DEBUG)試驗(yàn)性功能,不能依賴。
        2. 常量在re常用函數(shù)中都可以使用,查看源碼可得知。
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        3. 常量可疊加使用,因?yàn)槌A恐刀际?的冪次方值,所以是可以疊加使用的,疊加時(shí)請(qǐng)使用 | 符號(hào),請(qǐng)勿使用+ 符號(hào)!
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        最后來(lái)一張思維導(dǎo)圖總結(jié)一下re模塊中的常量吧,需要高清圖或者xmind文件的同學(xué)可在文章末尾獲取。
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        三、re模塊函數(shù)

        re模塊有12個(gè)函數(shù),豬哥將以功能分類(lèi)來(lái)講解;這樣更具有比較性,同時(shí)也方便記憶。

        1.查找一個(gè)匹配項(xiàng)

        查找并返回一個(gè)匹配項(xiàng)的函數(shù)有3個(gè):search、match、fullmatch,他們的區(qū)別分別是:
        1. search 查找任意位置的匹配項(xiàng)

        2. match 必須從字符串開(kāi)頭匹配

        3. fullmatch 整個(gè)字符串與正則完全匹配


        我們?cè)賮?lái)根據(jù)實(shí)際的代碼案例比較:
        案例1:f311bcc68c20f86803640d3c4f5f3af4.webp
        案例1中search函數(shù)是在字符串中任意位置匹配,只要有符合正則表達(dá)式的字符串就匹配成功,其實(shí)有兩個(gè)匹配項(xiàng),但search函數(shù)值返回一個(gè)。match函數(shù)是要從頭開(kāi)始匹配,而字符串開(kāi)頭多了個(gè)字母a,所以無(wú)法匹配,fullmatch函數(shù)需要完全相同,故也不匹配!案例2:e2dc3831aae4b3175c1227f428dd34fa.webp案例2刪除了text最開(kāi)頭的字母a,這樣match函數(shù)就可以匹配啦,而fullmatch函數(shù)依然不能完全匹配!案例3:
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        案例3中,我們只留下一段文字,并且與正則表達(dá)式一致;這時(shí)fullmatch函數(shù)終于可以匹配了。完整案例:
        bce07a57a6da167e97d1e55a701ec8c3.webp
        注意:查找 一個(gè)匹配項(xiàng) 返回的都是一個(gè)匹配對(duì)象(Match)。

        2.查找多個(gè)匹配項(xiàng)

        講完查找一項(xiàng),現(xiàn)在來(lái)看看查找多項(xiàng)吧,查找多項(xiàng)函數(shù)主要有:findall函數(shù)finditer函數(shù)
        1. findall 從字符串任意位置查找,返回一個(gè)列表

        2. finditer:從字符串任意位置查找,返回一個(gè)迭代器


        兩個(gè)方法基本類(lèi)似,只不過(guò)一個(gè)是返回列表,一個(gè)是返回迭代器。我們知道列表是一次性生成在內(nèi)存中,而迭代器是需要使用時(shí)一點(diǎn)一點(diǎn)生成出來(lái)的,內(nèi)存使用更優(yōu)。dc506a1a43249357a2ae3ef75b7cf951.webp
        如果可能存在大量的匹配項(xiàng)的話,建議使用finditer函數(shù),一般情況使用findall函數(shù)基本沒(méi)啥影響。

        3.分割

        re.split(pattern, string, maxsplit=0, flags=0) 函數(shù):用 pattern 分開(kāi) string , maxsplit表示最多進(jìn)行分割次數(shù), flags表示模式,就是上面我們講解的常量!f35177631e4fbfc704b40c353b5eeb20.webp
        注意:str模塊也有一個(gè) split函數(shù) ,那這兩個(gè)函數(shù)該怎么選呢?
        str.split函數(shù)功能簡(jiǎn)單,不支持正則分割,而re.split支持正則。關(guān)于二者的速度如何? 豬哥實(shí)際測(cè)試了一下,在相同數(shù)據(jù)量的情況下使用re.split函數(shù)與str.split函數(shù)執(zhí)行次數(shù) ?與 執(zhí)行時(shí)間 對(duì)比圖:
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        通過(guò)上圖對(duì)比發(fā)現(xiàn),1000次循環(huán)以內(nèi)str.split函數(shù)更快,而循環(huán)次數(shù)1000次以上后re.split函數(shù)明顯更快,而且次數(shù)越多差距越大!所以結(jié)論是:在 不需要正則支持 且 數(shù)據(jù)量和數(shù)次不多 的情況下使用str.split函數(shù)更合適,反之則使用re.split函數(shù)注:具體執(zhí)行時(shí)間與測(cè)試數(shù)據(jù)有關(guān)!

        4.替換

        替換主要有sub函數(shù)subn函數(shù),他們功能類(lèi)似!先來(lái)看看sub函數(shù)的用法:re.sub(pattern, repl, string, count=0, flags=0) 函數(shù)參數(shù)講解:repl替換掉string中被pattern匹配的字符, count表示最大替換次數(shù),flags表示正則表達(dá)式的常量。值得注意的是:sub函數(shù)中的入?yún)ⅲ?strong>repl替換內(nèi)容既可以是字符串,也可以是一個(gè)函數(shù)哦! 如果repl為函數(shù)時(shí),只能有一個(gè)入?yún)ⅲ篗atch匹配對(duì)象。697de2ad9345e0665c1bd22e5b432b21.webpre.subn(pattern, repl, string, count=0, flags=0) 函數(shù)與 re.sub函數(shù) 功能一致,只不過(guò)返回一個(gè)元組 (字符串, 替換次數(shù))。
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        5.編譯正則對(duì)象

        compile函數(shù)template函數(shù) 將正則表達(dá)式的樣式編譯為一個(gè) 正則表達(dá)式對(duì)象 (正則對(duì)象Pattern),這個(gè)對(duì)象與re模塊有同樣的正則函數(shù)(后面我們會(huì)講解Pattern正則對(duì)象)。
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        template函數(shù)compile函數(shù) 類(lèi)似,只不過(guò)是增加了我們之前說(shuō)的re.TEMPLATE 模式,我們可以看看源碼。
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        6.其他

        re.escape(pattern) 可以轉(zhuǎn)義正則表達(dá)式中具有特殊含義的字符,比如:. 或者 * ,舉個(gè)實(shí)際的案例:
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        re.escape(pattern) 看似非常好用省去了我們自己加轉(zhuǎn)義,但是使用它很容易出現(xiàn)轉(zhuǎn)義錯(cuò)誤的問(wèn)題,所以并不建議使用它轉(zhuǎn)義,而建議大家自己手動(dòng)轉(zhuǎn)義re.purge() 函數(shù)作用就是清除 正則表達(dá)式緩存,具體有什么緩存呢?我們來(lái)看看源碼就知道它背地里干了 什么:
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        看方法大概是清除緩存吧,我們?cè)賮?lái)看看具體的案例:
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        豬哥在兩個(gè)案例之間使用了re.purge() 函數(shù)清除緩存,然后分別比較前后案例源碼里面的緩存,看看是否有變化!
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        7.總結(jié)

        同樣,最后來(lái)一張思維導(dǎo)圖總結(jié)一下re模塊中的函數(shù)吧,需要高清圖或者xmind文件的同學(xué)可在末尾獲取。
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        四、re模塊異常

        re模塊還包含了一個(gè)正則表達(dá)式的編譯錯(cuò)誤,當(dāng)我們給出的正則表達(dá)式是一個(gè)無(wú)效的表達(dá)式(就是表達(dá)式本身有問(wèn)題)時(shí),就會(huì)raise一個(gè)異常!我們來(lái)看看具體的案例吧:
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        上圖案例中我們可以看到,在編寫(xiě)正則表達(dá)式中我們多寫(xiě)了一個(gè)后括號(hào),這導(dǎo)致執(zhí)行結(jié)果報(bào)錯(cuò);而且是在其他所有案例執(zhí)行之前,所以說(shuō)明是在正則表達(dá)式編譯時(shí)期就報(bào)錯(cuò)了。注意:這個(gè)異常一定是 正則表達(dá)式 本身是無(wú)效的,與要匹配的字符串無(wú)關(guān)!


        五、正則對(duì)象Pattern

        關(guān)于re模塊的常量、函數(shù)、異常我們都講解完畢,但是完全有必要再講講正則對(duì)象Pattern。

        1. ?與re模塊 函數(shù)一致

        re模塊的函數(shù)中有一個(gè)重要的函數(shù) compile函數(shù) ,這個(gè)函數(shù)可以預(yù)編譯返回一個(gè)正則對(duì)象,此正則對(duì)象擁有與re模塊相同的函數(shù),我們來(lái)看看Pattern類(lèi)的源碼。
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        既然是一致的,那到底該用re模塊 還是 正則對(duì)象Pattern ?而且,有些同學(xué)可能看過(guò)re模塊的源碼,你會(huì)發(fā)現(xiàn)其實(shí)compile函數(shù) 與 其他 re函數(shù)(search、split、sub等等) 內(nèi)部調(diào)用的是同一個(gè)函數(shù),最終還是調(diào)用正則對(duì)象的函數(shù)!
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        也就是說(shuō)下面 兩種代碼寫(xiě)法底層實(shí)現(xiàn) 其實(shí)是一致的:
        # re函數(shù)re.search(pattern, text)
        # 正則對(duì)象函數(shù)compile = re.compile(pattern)compile.search(text)

        那還有必要使用compile函數(shù) 得到正則對(duì)象再去調(diào)用 search函數(shù) 嗎?直接調(diào)用re.search 是不是就可以?

        2. 官方文檔怎么說(shuō)

        關(guān)于到底該用re模塊 還是 正則對(duì)象Pattern ,官方文檔是否有說(shuō)明呢?e742b1d7c55458dfa2499a2e848a78a9.webp
        官方文檔推薦:在多次使用某個(gè)正則表達(dá)式時(shí)推薦使用正則對(duì)象Pattern 以增加復(fù)用性,因?yàn)橥ㄟ^(guò) re.compile(pattern) 編譯后的模塊級(jí)函數(shù)會(huì)被緩存!

        3. 實(shí)際測(cè)試又如何?

        上面官方文檔推薦我們?cè)?多次使用某個(gè)正則表達(dá)式時(shí)使用正則對(duì)象,那實(shí)際情況真的是這樣的嗎?我們?cè)賹?shí)測(cè)一下吧294bb60f5ea052c2408fc46f04165542.webp
        豬哥編寫(xiě)了兩個(gè)函數(shù),一個(gè)使用re.search函數(shù) 另一個(gè)使用 compile.search函數(shù) ,分別(不同時(shí))循環(huán)執(zhí)行count次(count從1-1萬(wàn)),比較兩者的耗時(shí)!得出的結(jié)果豬哥繪制成折線圖:
        7bb535589d25742abbf8658bc126df65.webp
        得出的結(jié)論是:100次循環(huán)以內(nèi)兩者的速度基本一致,當(dāng)超出100次后,使用 正則對(duì)象Pattern 的函數(shù) 耗時(shí)明顯更短,所以比re模塊 要快!通過(guò)實(shí)際測(cè)試得知:Python 官方文檔推薦 ?多次使用某個(gè)正則表達(dá)式時(shí)使用正則對(duì)象函數(shù) 基本屬實(shí)


        六、注意事項(xiàng)


        Python 正則表達(dá)式知識(shí)基本講解完畢,最后稍微給大家提一提需要注意的點(diǎn)。

        1.字節(jié)串 與 字符串

        模式和被搜索的字符串既可以是 Unicode 字符串 (str) ,也可以是8位字節(jié)串 (bytes)。但是,Unicode 字符串與8位字節(jié)串不能混用!

        2.r 的作用

        正則表達(dá)式使用反斜杠(’\’)來(lái)表示特殊形式,或者把特殊字符轉(zhuǎn)義成普通字符。而反斜杠在普通的 Python 字符串里也有相同的作用,所以就產(chǎn)生了沖突。解決辦法是對(duì)于正則表達(dá)式樣式使用 Python 的原始字符串表示法;在帶有 ‘r’ 前綴的字符串字面值中,反斜杠不必做任何特殊處理。

        3.正則查找函數(shù) 返回匹配對(duì)象

        查找一個(gè)匹配項(xiàng)(search、match、fullmatch)的函數(shù)返回值都是一個(gè) 匹配對(duì)象Match ,需要通過(guò)match.group() 獲取匹配值,這個(gè)很容易忘記。
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        另外還需要注意:match.group()match.groups() 函數(shù)的差別!

        4.重復(fù)使用某個(gè)正則

        如果要重復(fù)使用某個(gè)正則表達(dá)式,推薦先使用 re.compile(pattern)函數(shù) 返回一個(gè)正則對(duì)象,然后復(fù)用這個(gè)正則對(duì)象,這樣會(huì)更快!

        5.Python 正則面試

        筆試可能會(huì)遇到需要使用Python正則表達(dá)式,不過(guò)不會(huì)太難的,大家只要記住那幾個(gè)方法的區(qū)別,會(huì)正確使用,基本問(wèn)題不大。
        文章所有內(nèi)容精華豬哥已經(jīng)整理成一份思維導(dǎo)圖:鏈接(或閱讀原文):https://pan.baidu.com/s/10MMpuf6Rcba-gvBo1oIzlw??密碼:y6z3

        最后感謝大家閱讀,希望大家能學(xué)有所成~



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