Python正則表達式語法：精準匹配字符串的神器

Python正則表達式是一種強大的文本匹配工具，它可以用於從文本中提取信息、替換文本、驗證文本格式等多種操作。Python正則表達式不僅適用於Python編程語言，在其他編程語言中也被廣泛應用。本文將詳細介紹Python正則表達式語法，幫助你掌握正則表達式強大的特性。

一、匹配字符串的基本語法

正則表達式是一種模式匹配語言，它由特殊字符和普通字符組成，用於描述字符串的模式。最基本的正則表達式語法是匹配字符串中的字符。例如，下面的代碼用於匹配字符串”hello”：

import re

pattern = r"hello"
text = "hello world"
match = re.search(pattern, text)
if match:
    print("匹配成功")
else:
    print("匹配失敗")

上面的代碼中，import re語句導入Python正則表達式模塊，pattern = r"hello"定義正則表達式模式，text = "hello world"定義需要匹配的字符串，match = re.search(pattern, text)使用re.search()函數進行文本匹配。如果匹配成功，該函數返回一個匹配對象，否則返回None。

上面的代碼中，正則表達式模式使用了r字符，這個字符表示原始字符串。因為正則表達式模式中可能包含諸如反斜杠(\)之類的特殊字符，為了避免這些字符被反斜杠轉義，我們可以使用r字符來定義原始字符串。

正則表達式還支持一些特殊的字符類，如點(.)、星號(*)、加號(+)、問號(?)等，它們可以用於描述字符串中的不同模式，這些特殊字符的含義稍後會講到。

二、從字符串中提取信息

正則表達式最常用的功能之一是從字符串中提取信息。例如，可以使用正則表達式從一個電話號碼字符串中提取出電話號碼：

import re

pattern = r"\d{11}"
text = "我的電話號碼是13912345678"
match = re.search(pattern, text)
if match:
    print(match.group())

上面的代碼中，\d{11}是一個正則表達式模式，表示匹配11個數字。當該模式匹配成功時，可以使用match.group()函數獲取匹配的子串。

正則表達式還支持使用子組來提取信息。子組可以將模式中的一部分作為一個整體進行匹配，並將這個整體作為一個組來進行記號。例如，可以使用正則表達式從一個郵件地址中提取出用戶名和域名：

import re

pattern = r"(\w+)@(\w+)\.(\w+)"
text = "我的郵件地址是myname@example.com"
match = re.search(pattern, text)
if match:
    print("用戶名：", match.group(1))
    print("域名：", match.group(2)+"."+match.group(3))

上面的代碼中，(\w+)、(\w+)、(\w+)是三個子組，分別表示用戶名、域名和頂級域名。當該模式匹配成功時，可以使用match.group(n)函數獲取第n個子組的匹配結果。

三、替換字符串中的內容

正則表達式還可以用於替換字符串中的內容。例如，可以使用正則表達式將一個字符串中的所有重複單詞替換為”redacted“字符串：

import re

pattern = r"\b(\w+)\b\s+\b\1\b"
text = "This is is a test test string string"
new_text = re.sub(pattern, "redacted", text)
print(new_text)

上面的代碼中，\b(\w+)\b匹配一個單詞，\1表示第一個子組的匹配結果。當該模式匹配成功時，可以使用re.sub(pattern, replacement, text)函數將匹配到的部分替換為另一個字符串。

四、驗證字符串格式

正則表達式還可以用於驗證字符串的格式。例如，可以使用正則表達式驗證一個字符串是否為合法的郵箱地址：

import re

pattern = r"^\w+@\w+\.\w+$"
text = "myname@example.com"
match = re.search(pattern, text)
if match:
    print("郵箱地址合法")
else:
    print("郵箱地址不合法")

上面的代碼中，^\w+@\w+\.\w+$表示一個合法的郵箱地址應該以一個或多個字母數字字符開頭，接着有一個@符號，然後是一個或多個字母數字字符和一個點號，最後是一個或多個字母數字字符。當該模式匹配成功時，說明這個字符串是一個合法的郵箱地址。

五、總結

本文介紹了Python正則表達式語法的基本知識和常見用法，包括匹配字符串、提取信息、替換內容和驗證字符串格式。正則表達式是一種非常強大的文本模式匹配工具，它可以通過簡潔而靈活的語法描述字符串中的複雜模式，提高了文本處理的效率和精確度。作為一名Python工程師，學習和掌握Python正則表達式的使用是非常重要的，將會大大提高你的編程能力和工作效率。