正则表达式必知必会 - 重复匹配

2023-10-14 09:51:35 浏览数 (1)

一、有多少个匹配

1. 匹配一个或多个字符（ ）

        要想匹配某个字符（或字符集合）的一次或多次重复，只要简单地在其后面加上一个 字符就行了。 匹配一个或多个字符（至少一个；不匹配零个字符的情况）。比如，a 匹配 a 本身，a 匹配一个或多个连续出现的 a。类似地，[0-9] 匹配任意单个数字，[0-9] 匹配一个或多个连续的数字。

        在给一个字符集合加上 后缀的时候，必须把 放在这个字符集合的外面。比如说，[0-9] 是正确的，[0-9 ]则不正确。[0-9 ] 其实也是一个有效的正则表达式，但它匹配的不是一个或多个数字，它定义了一个由数字 0 到 9 和 构成的字符集合，因而只能匹配单个的数字字符或加号。

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mysql> set @s:='Send personal email to ben@forta.com. For questions
    '> about a book use support@forta.com. Feel free to send
    '> unsolicited email to spam@forta.com (wouldn't it be
    '> nice if it were that simple, huh?).';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> set @r:='\w @\w \.\w ';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select regexp_count(@s, @r, '') c, regexp_extract(@s, @r, '') s, regexp_extract_index(@s, @r, 0, '') i;
 ------ ------------------------------------------------ ----------- 
| c    | s                                              | i         |
 ------ ------------------------------------------------ ----------- 
|    3 | ben@forta.com,support@forta.com,spam@forta.com | 24,70,128 |
 ------ ------------------------------------------------ ----------- 
1 row in set (0.01 sec)

        该模式正确地匹配到了所有的 3 个电子邮件地址。这个正则表达式先用第一个 w 匹配一个或多个字母数字字符，再用第二个 w 匹配 @ 后面的一个或多个字符，然后匹配一个 . 字符（使用转义序列 .），最后用第三个 w 匹配电子邮件地址的剩余部分。

        是一个元字符。如果需要匹配 本身，就必须使用转义序列 。 还可以用来匹配一个或多个字符集合。为了演示这种用法，在下面这个例子里使用了和刚才一样的正则表达式，但文本内容和上一个例子中稍有不同。

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mysql> set @s:='Send personal email to ben@forta.com or
    '> ben.forta@forta.com. For questions about a
    '> book use support@forta.com. If your message
    '> is urgent try ben@urgent.forta.com. Feel
    '> free to send unsolicited email to
    '> spam@forta.com (wouldn't it be nice if
    '> it were that simple, huh?).';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select regexp_count(@s, @r, '') c, regexp_extract(@s, @r, '') s, regexp_extract_index(@s, @r, 0, '') i;
 ------ --------------------------------------------------------------------------------- ------------------ 
| c    | s                                                                               | i                |
 ------ --------------------------------------------------------------------------------- ------------------ 
|    5 | ben@forta.com,forta@forta.com,support@forta.com,ben@urgent.forta,spam@forta.com | 24,45,93,142,203 |
 ------ --------------------------------------------------------------------------------- ------------------ 
1 row in set (0.01 sec)

        这个正则表达式匹配到了 5 个电子邮件地址，但其中有 2 个不够完整。为什么会这样？因为 w @w .w 并没有考虑到 @ 之前的 . 字符，它只允许 @ 之后的两个字符串之间出现单个 . 字符。尽管 ben.forta@forta.com 是一个完全有效的电子邮件地址，但该正则表达式只能匹配 forta（而不是 ben.forta），因为 w 只能匹配字母数字字符，无法匹配出现在字符串中间的 . 字符。在这里，需要匹配 w 或 .。用正则表达式语言来说，就是匹配字符集合 [w.]。下面是改进版本。

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mysql> set @r:='[\w.] @[\w.] \.\w ';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select regexp_count(@s, @r, '') c, regexp_extract(@s, @r, '') s, regexp_extract_index(@s, @r, 0, '') i;
 ------ ----------------------------------------------------------------------------------------- ------------------ 
| c    | s                                                                                       | i                |
 ------ ----------------------------------------------------------------------------------------- ------------------ 
|    5 | ben@forta.com,ben.forta@forta.com,support@forta.com,ben@urgent.forta.com,spam@forta.com | 24,41,93,142,203 |
 ------ ----------------------------------------------------------------------------------------- ------------------ 
1 row in set (0.01 sec)

        新的正则表达式看起来用了些技巧。[w.] 匹配字母数字字符、下划线和 . 的一次或多次重复出现，而 ben.forta 完全符合这一条件。@ 字符之后也用到了 [w.] ，这样就可以匹配到层级更深的域（或主机）名。注意　这个正则表达式的最后一部分是 w 而不是 [w.] 。如果把 [w.] 用作这个模式的最后一部分，在第二、第三和第四个匹配上就会出问题。

        这里没有对字符集合 [w.] 里的 . 字符进行转义，但依然能够匹配 . 字符。一般来说，当在字符集合里使用的时候，像 . 和 这样的元字符将被解释为普通字符，不需要转义，但转义了也没有坏处。[w.] 的使用效果与 [w.] 是一样的。

2. 匹配零个或多个字符（*）

        匹配一个或多个字符，但不匹配零个字符， 最少也要匹配一个字符。如果想匹配一个可有可无的字符，也就是该字符可以出现零次或多次的情况，需要用 * 元字符来完成。* 的用法与 完全一样，只要把它放在某个字符（或字符集合）的后面，就可以匹配该字符（或字符集合）出现零次或多次的情况。比如说，模式 B.* Forta 将匹配 B Forta、B. Forta、Ben Forta 以及其他组合。

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mysql> set @s:='Hello .ben@forta.com is my email address.';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> set @r:='[\w.] @[\w.] \.\w ';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select regexp_count(@s, @r, '') c, regexp_extract(@s, @r, '') s, regexp_extract_index(@s, @r, 0, '') i;
 ------ ---------------- ------ 
| c    | s              | i    |
 ------ ---------------- ------ 
|    1 | .ben@forta.com | 7    |
 ------ ---------------- ------ 
1 row in set (0.01 sec)

        [w.] 匹配字母数字字符、下划线和 . 的一次或多次重复出现，而 .ben 完全符合这一条件。文本里多了一个 .，把它用作电子邮件地址的第一个字符就无效了。换句话说，需要匹配的其实是带有可选的额外字符的字母数字文本，就像下面这样。

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mysql> set @r:='\w [\w.]*@[\w.] \.\w ';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select regexp_count(@s, @r, '') c, regexp_extract(@s, @r, '') s, regexp_extract_index(@s, @r, 0, '') i;
 ------ ---------------- ------ 
| c    | s              | i    |
 ------ ---------------- ------ 
|    1 | ben@forta.com | 8    |
 ------ ---------------- ------ 
1 row in set (0.01 sec)

        w 匹配任意单个字母数字字符，但不包括 .，这些是可以作为电子邮件地址起始的有效字符。经过开头部分若干个有效字符之后，也许会出现一个 . 和其他额外的字符，不过也可能没有。[w.]* 匹配 . 或字母数字字符的零次或多次重复出现。可以把 * 理解为一种“使其可选”（make it optional）的元字符。 需要最少匹配一次，而 * 可以匹配多次，也可以一次都不匹配。* 是一个元字符。如果需要匹配 * 本身，就必须使用转义序列 *。

3. 匹配零个或一个字符（?）

        另一个非常有用的元字符是 ?。和 一样，? 能够匹配可选文本（所以就算文本没有出现，也可以匹配）。但与 不同，? 只能匹配某个字符（或字符集合）的零次或一次出现，最多不超过一次。? 非常适合匹配一段文本中某个特定的可选字符。

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mysql> set @s:='The URL is http://www.forta.com/, to connect
    '> securely use https://www.forta.com/ instead.';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> set @r:='http://[\w./] ';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select regexp_count(@s, @r, '') c, regexp_extract(@s, @r, '') s, regexp_extract_index(@s, @r, 0, '') i;
 ------ ----------------------- ------ 
| c    | s                     | i    |
 ------ ----------------------- ------ 
|    1 | http://www.forta.com/ | 12   |
 ------ ----------------------- ------ 
1 row in set (0.01 sec)

        该模式用来匹配 URL 地址：http:// 加上 [w./] （匹配字母数字字符、.和/的一次或多次重复出现）。这个模式只能匹配第一个 URL 地址。简单地在 http 的后面加上一个 s*（s的零次或多次重复）并不能真正解决这个问题，因为这样也能匹配 httpsssss://，显然是无效的URL。可以在 http 的后面加上一个 s?。

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mysql> set @r:='https?://[\w./] ';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select regexp_count(@s, @r, '') c, regexp_extract(@s, @r, '') s, regexp_extract_index(@s, @r, 0, '') i;
 ------ ---------------------------------------------- ------- 
| c    | s                                            | i     |
 ------ ---------------------------------------------- ------- 
|    2 | http://www.forta.com/,https://www.forta.com/ | 12,59 |
 ------ ---------------------------------------------- ------- 
1 row in set (0.01 sec)

        该模式的开头部分是 https?://。? 在这里的含义是：前面的字符 s 要么不出现，要么最多出现一次。换句话说，https?:// 既可以匹配 http://，也可以匹配 https://。? 还可以解决不同平台匹配不同换行符的问题。例如 Windows 使用 rn，Unix或Linux系统上使用 n，理想的解决方案是匹配一个可选的 r 和一个 n。

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mysql> set @s:='"101","Ben","Forta"
    '> "102","Jim","James"
    '> 
    '> "103","Roberta","Robertson"
    '> "104","Bob","Bobson"';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> set @r:='[\r]?\n[\r]?\n';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select @r r , regexp_replace(@s,@r,'n') s;
 ---------------- ------------------------------------------------------------------------------------------ 
| r              | s                                                                                        |
 ---------------- ------------------------------------------------------------------------------------------ 
| [r]?n[r]?n | "101","Ben","Forta"
"102","Jim","James"
"103","Roberta","Robertson"
"104","Bob","Bobson" |
 ---------------- ------------------------------------------------------------------------------------------ 
1 row in set (0.00 sec)

        [r]?n 匹配一个可选的 r 和一个必不可少的 n。上面这个例子里的正则表达式使用的是 [r]? 而不是 r?。[r] 定义了一个字符集合，该集合只有元字符 r 这一个成员，因而 [r]? 在功能上与 r? 完全等价。[ ] 的常规用法是把多个字符定义为一个集合，但有不少程序员喜欢把一个字符也定义为一个集合。这么做的好处是可以增加可读性和避免产生误解，让人们一眼就可以看出随后的元字符应用于谁。如果打算同时使用 [ ] 和 ?，记得把 ? 放在字符集合的外面。因此，http[s]?:// 是正确的，若是写成 http[s?]://可就不对了。? 是一个元字符。如果需要匹配 ? 本身，就必须使用转义序列 ?。

二、匹配的重复次数

        正则表达式里的 、* 和 ? 解决了许多问题，但有时候光靠它们还不够。 和 * 匹配的字符个数没有上限，无法为其匹配的字符个数设定一个最大值。 、* 和 ? 匹配的字符最小数量是零个或一个，无法明确地为其匹配的字符个数另行设定一个最小值。无法指定具体的匹配次数。

        为了解决这些问题并对重复性匹配有更多的控制权，正则表达式允许使用重复范围（interval）。重复范围在 { 和 } 之间指定。{ 和 } 是元字符，如果需要匹配自身，就应该用 对其进行转义。

1. 具体的重复匹配

        要想设置具体的匹配次数，把数字写在 { 和 } 之间即可。比如说，{3} 意味着匹配前一个字符（或字符集合）3 次。如果只能匹配 2 次，则不算是匹配成功。为了演示这种用法，再来看一下匹配 RGB 值的例子。RGB 值是一个十六进制数值，这个值分成 3 个部分，每个部分包括两位十六进制数字。

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mysql> set @s:='body {
r, 0, '');
    '>     background-color: #fefbd8;
    '> }
    '> h1 {
    '>     background-color: #0000ff;
    '> }
    '> div {
    '>     background-color: #d0f4e6;
    '> }
    '> span {
    '>     background-color: #f08970;
    '> }';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> set @r:='#[A-Fa-f0-9]{6}';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select regexp_extract(@s, @r, ''), regexp_extract_index(@s, @r, 0, '');
 --------------------------------- ------------------------------------- 
| regexp_extract(@s, @r, '')      | regexp_extract_index(@s, @r, 0, '') |
 --------------------------------- ------------------------------------- 
| #fefbd8,#0000ff,#d0f4e6,#f08970 | 30,68,107,147                       |
 --------------------------------- ------------------------------------- 
1 row in set (0.00 sec)

        [A-Fa-f0-9] 匹配单个十六进制字符，{6} 要求重复匹配该字符 6 次。区间匹配的用法也适用于 POSIX 字符类。

2. 区间范围

        {} 语法还可以用来为重复匹配次数设定一个区间范围，也就是匹配的最小次数和最大次数。区间必须以{2,4}（最少重复2次，最多重复4次）这样的形式给出。下面的例子使用一个这样的正则表达式来检查日期的格式。

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mysql> set @s:='4/8/17
    '> 10-6-2018
    '> 2/2/2
    '> 01-01-01';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> set @r:='\d{1,2}[-/]\d{1,2}[-/]\d{2,4}';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select regexp_extract(@s, @r, ''), regexp_extract_index(@s, @r, 0, '');
 ---------------------------- ------------------------------------- 
| regexp_extract(@s, @r, '') | regexp_extract_index(@s, @r, 0, '') |
 ---------------------------- ------------------------------------- 
| 4/8/17,10-6-2018,01-01-01  | 1,8,24                              |
 ---------------------------- ------------------------------------- 
1 row in set (0.00 sec)

        这里列出的日期是一些由用户可能通过表单字段输入的值，这些值必须先进行验证，确保格式正确。d{1,2} 匹配一个或两个数字字符（匹配天数和月份）；d{2,4} 匹配年份；[-/] 匹配日期分隔符 - 或 /。总共匹配到了 3 个日期值，2/2/2 不在此列，因为它的年份太短了。

        上面这个例子里的模式并不能验证日期的有效性，诸如 54/67/9999 之类的无效日期也能通过这一测试。它只能用来检查日期值的格式是否正确，这一环节通常安排在日期有效性验证之前。

        重复范围也可以从 0 开始。比如，{0,3} 表示重复次数可以是 0、1、2 或 3。我们曾经讲过，? 匹配它之前某个字符（或字符集合）的零次或一次出现。因此从效果上看，其等价于{0,1}。

3. 匹配“至少重复多少次”

        重复范围的最后一种用法是指定至少要匹配多少次（不指定最大匹配次数）。这种用法的语法类似于区间范围语法，只是省略了最大值部分而已。比如说，{3,}表示至少重复3次，换句话说，就是“重复3次或更多次”。来看一个例子，使用一个正则表达式把所有金额大于或等于100美元的订单找出来。

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mysql> set @s:='1001: $496.80
    '> 1002: $1290.69
    '> 1003: $26.43
    '> 1004: $613.42
    '> 1005: $7.61
    '> 1006: $414.90
    '> 1007: $25.00';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> set @r:='\d : \$\d{3,}\.\d{2}';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select regexp_extract(@s, @r, ''), regexp_extract_index(@s, @r, 0, '');
 ---------------------------------------------------------- ------------------------------------- 
| regexp_extract(@s, @r, '')                               | regexp_extract_index(@s, @r, 0, '') |
 ---------------------------------------------------------- ------------------------------------- 
| 1001: $496.80,1002: $1290.69,1004: $613.42,1006: $414.90 | 1,15,43,69                          |
 ---------------------------------------------------------- ------------------------------------- 
1 row in set (0.00 sec)

        这个例子里的文本取自一份报表，其中第一列是订单号，第二列是订单金额。正则表达式首先使用 d : 来匹配订单号（这部分其实可以省略——可以只匹配金额部分而不是包括订单号在内的一整行）。模式 d{3,}.d{2} 用来匹配金额部分，其中 匹配

        在使用重复范围的时候一定要小心。如果遗漏了花括号里的逗号，那么模式的含义将从至少匹配 n 次变成只匹配 n 次。 在功能上等价于{1,}。

三、防止过度匹配

        ? 的匹配范围有限（仅限零次或一次匹配），当使用精确数量或区间时，重复范围匹配也是如此。但本篇介绍的其他重复匹配形式在重复次数方面都没有上限值，而这样做有时会导致过度匹配的现象。考虑下面这个例子，例子中的文本取自某个 Web 页面，里面包含两个 HTML 的 <b> 标签。任务是用正则表达式匹配 <b> 标签中的文本。

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mysql> set @s:='This offer is not available to customers
    '> living in <b>AK</b> and <b>HI</b>.';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> set @r:='<[Bb]>.*</[Bb]>';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select regexp_extract(@s, @r, ''), regexp_extract_index(@s, @r, 0, '');
 ---------------------------- ------------------------------------- 
| regexp_extract(@s, @r, '') | regexp_extract_index(@s, @r, 0, '') |
 ---------------------------- ------------------------------------- 
| <b>AK</b> and <b>HI</b>    | 52                                  |
 ---------------------------- ------------------------------------- 
1 row in set (0.01 sec)

        <[Bb]> 匹配起始 <b> 标签，</[Bb]> 匹配闭合 </b> 标签。但这个模式只找到了一个匹配，而不是预期的两个。第一个 <b> 标签和最后一个 </b> 标签之间的所有内容被 .* 一网打尽。这的确包含了想要匹配的文本，但其中也夹杂了其他标签。

        为什么会这样？因为 * 和 都是所谓的“贪婪型”（greedy）元字符，其匹配行为是多多益善而不是适可而止。它们会尽可能地从一段文本的开头一直匹配到末尾，而不是碰到第一个匹配时就停止。这是有意设计的，量词就是贪婪的（ 、* 和 ? 也叫作“量词”）。

        在不需要这种“贪婪行为”的时候，该使用这些量词的“懒惰型”（lazy）版本。之所以称之为“懒惰型”是因为其匹配尽可能少的字符，而非尽可能多地去匹配。懒惰型量词的写法是在贪婪型量词后面加上一个 ?。下表列出了贪婪型量词及其对应的懒惰型版本。

贪婪型量词

懒惰型量词

*

*?

?

{n,}

{n,}?

        下面是使用 *? 来解决之前那个例子的做法。

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mysql> set @r:='<[Bb]>.*?</[Bb]>';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

mysql> select regexp_extract(@s, @r, ''), regexp_extract_index(@s, @r, 0, '');
 ---------------------------- ------------------------------------- 
| regexp_extract(@s, @r, '') | regexp_extract_index(@s, @r, 0, '') |
 ---------------------------- ------------------------------------- 
| <b>AK</b>,<b>HI</b>        | 52,66                               |
 ---------------------------- ------------------------------------- 
1 row in set (0.00 sec)

        因为使用了懒惰型的 *?，第一个匹配将仅限于<b>AK</b>，<b>HI</b>则成为了第二个匹配。

正则表达式 extract mysql regexp 集合

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