Python正則表達式庫實現文本模式匹配

一、正則表達式基礎

正則表達式是一種匹配文本的模式，通過使用特定的字元，可以方便地對文本進行匹配、查找、替換、分割等操作。在Python中，re模塊是用於處理正則表達式的標準庫。

下面是一些正則表達式的常用符號：

. 匹配任意一個字元（除了換行符）
* 匹配前一個字元的0或多個重複
+ 匹配前一個字元的1或多個重複
? 匹配前一個字元的0或1個重複
| 邏輯或，匹配任意一個元素
[] 方括弧內的任意一個字元
() 將其中的元素作為一個整體
^ 匹配開頭，如^abc匹配以abc開頭的字元串
$ 匹配結尾，如abc$匹配以abc結尾的字元串

二、基本函數

re模塊提供了一系列函數用於實現正則表達式的匹配、查找、替換等操作。

1. re.match()

re.match()函數用於嘗試從字元串的開頭開始匹配一個模式。如果字元串的開頭匹配成功，match()函數返回一個匹配對象。如果匹配失敗，match()函數返回None。

import re

text = "Hello world!"
pattern = r"Hello"
result = re.match(pattern, text)

if result:
    print("匹配成功")
else:
    print("匹配失敗")

輸出結果：匹配成功

2. re.search()

re.search()函數用於在字元串中搜索匹配指定的正則表達式。如果能找到，則返回一個匹配的對象；否則返回None。

import re

text = "Hello world!"
pattern = r"world"
result = re.search(pattern, text)

if result:
    print("匹配成功")
else:
    print("匹配失敗")

輸出結果：匹配成功

3. re.findall()

re.findall()函數用於在字元串中查找所有匹配的字元串，並返回一個列表。如果沒有匹配的字元串，則返回空列表。

import re

text = "Hello 123 world 456"
pattern = r"\d+"
result = re.findall(pattern, text)
print(result)

輸出結果：[‘123’, ‘456’]

4. re.sub()

re.sub()函數用於在字元串中替換所有匹配的字元串，並返回替換後的新字元串。其用法為：re.sub(pattern, repl, string)。

import re

text = "Hello 123 world 456"
pattern = r"\d+"
repl = "---"
result = re.sub(pattern, repl, text)
print(result)

輸出結果：Hello — world —

三、實際應用

正則表達式在Python中的最常見應用就是處理文本。下面以一個簡單的例子說明在Python中如何利用正則表達式處理文本。

1. 匹配IP地址

IP地址是網路通信中的基本元素之一。下面的代碼演示如何使用Python的正則表達式匹配IP地址：

import re

text = "IP地址：192.168.1.1"
pattern = r"\d{1,3}\.\d{1,3}\.\d{1,3}\.\d{1,3}"
result = re.search(pattern, text)

if result:
    print("IP地址：", result.group())
else:
    print("未匹配到IP地址")

輸出結果：IP地址：192.168.1.1

2. 匹配電話號碼

電話號碼是人們日常生活中經常使用的一種聯繫方式。下面的代碼演示如何使用Python的正則表達式匹配電話號碼：

import re

text = "聯繫電話：010-12345678"
pattern = r"\d{3}-\d{8}|\d{4}-\d{7}"
result = re.search(pattern, text)

if result:
    print("電話號碼：", result.group())
else:
    print("未匹配到電話號碼")

輸出結果：電話號碼：010-12345678

3. 匹配郵箱地址

郵箱地址是網路通信中常用的聯繫方式之一。下面的代碼演示如何使用Python的正則表達式匹配郵箱地址：

import re

text = "電子郵件：abc@example.com"
pattern = r"\w+@\w+\.\w+"
result = re.search(pattern, text)

if result:
    print("郵箱地址：", result.group())
else:
    print("未匹配到郵箱地址")

輸出結果：郵箱地址：abc@example.com

四、總結

正則表達式是文本處理的有力工具，Python的re模塊提供了豐富的函數和方法，使得開發者可以簡單方便地使用正則表達式實現文本匹配、查找、替換等操作。在實際的開發過程中，掌握正則表達式的基礎知識以及常用函數的用法，將會大大提高開發效率。