正则表达式用法及实例

　　1. 概述  正则表达式原本是形式语言理论中的概念，与编译器的构造有密切的联系。但是作为一个应用软件的用户，我们没有必要去细究正则表达式的严格定义和处理方法。
　　我们在处理文本时，经常会遇到一些具有某种特定格式，或者说满足某种规则的文本。比如，一个无符号的整数由一连串的数字构成，而一个Email地址的格式则是"用户名@主机名"，其中用户名是一串字母或数字，主机名则是由若干个由"."分隔的字母数字串。正则表达式就是用来指定这种规则的。如果某个字符串满足正则表达式指定的规则，则称该字符串为正则表达式的一个"匹配串"。
　　2. 正则表达式的构成
　　为了方便理解，让我们先来看看大家比较熟悉的数学表达式，"(x+3)*2+y"是一个典型的数学表达式。一个数学表达式由若干个"项"组成，"项"与"项"之间用加号或减号相连；这里"(x+3)*2"和"y"分别是两个项。每个项又由若干个"因子"组成，因子之间用乘号或除号相连；这里第一个项有两个因子"(x+3)"和"2"，而第二个项只有一个因子"y"。每个因子可以是一个简单的数，一个代数变量，也可以是放在括号里面的另一个表达式，括号中的表达式称为"子表达式"。这里"x+3"就是一个子表达式。
　　正则表达式的结构与数学表达式很相似。与数学表达式的"项"相对应，正则表达式由若干个"分支"构成，"分支"之间用符号"|"相连。从逻辑上讲，分支之间是一种"或"的关系，一个字符串只要与正则表达式中的任何一个分支相匹配，这个字符串就与整个正则表达式相匹配。比如，"第三人称代词"可以用正则表达式表示为"他|她|它|他们|她们|它们"。
　　与数学表达式的"因子"相对应，构成正则表达式"分支"的部件称为"原子"。"原子"与"原子"之间没有任何符号相连。从逻辑上讲，原子之间是串接的关系，一个字符串必须与各个原子依次相匹配，才算与这个分支相匹配。比如在上面的例子中，分支"他们"由两个原子"他"和"们"组成。
　　正则表达式的本质是它的"原子"可以有多种不同的形式。前面的例子是最简单的情形，即每个原子由一个普通字符组成。除此以外，"原子"还可以是特殊符号、通配符、字符集以及子表达式。
　　2.1 特殊符号
　　可以作为特殊符号的原子有：
　　^         匹配行首。例如，"^他"匹配出现在行首的"他"
　　字。值得注意的是，这个符号仅仅表示"行首"这个位置，与它相匹配的字符串长度为0；
　　$         匹配行末。与"^"相似，它仅表示"行末"这个位置。例如，"。$"匹配出现在行末的句号；
　　         匹配词尾。词尾是指紧接在字母数字或下划线之后的第一个非字母数字下划线，任一汉字之后也属于词尾。词尾的匹配长度也是0；
　　\t        TAB字符；
　　\e        ESC字符；
　　2.2 通配符
　　通配符是用一个符号(或几个符号组合)来匹配某一类满足条件的字符。可以使用通配符来查找字符是正则表达式的一大特点。TextPro支持下列通配符(注意大小写的区别)：
　　半角部分：
　　.(句点)   匹配任何字符；
　　\a        匹配任意英文字母；
　　\~a       匹配除字母外的任意字符；
　　\d        匹配任意数字；
　　\~d       匹配除数字外的任意字符；
　　\h        匹配任意词首字符(字母及下划线)；
　　\~h       匹配除字母及下划线以外的任意字符；
　　\l        匹配任意小写字母；
　　\~l       匹配除小写字母外的任意字符；
　　\o        匹配任意八进制数字相匹配(0-7)；
　　\~o       匹配除八进制数字外的任意字符；
　　\p        匹配任意半角标点符号；
　　\~p       匹配除半角标点以外的任意字符；
　　\s        匹配任意空白字符（空格、TAB）；
　　\~s       匹配任意非空白字符；
　　\u        匹配任意大写字母；
　　\~u       匹配除大写字母外的任意字符；
　　\w        匹配可成词的字符(字母、数字及下划线)；
　　\~w       匹配成词字符外的任意字符；
　　\x        匹配任意十六进制数字(0-9，a-f, A-F)；
　　\~x       匹配除十六进制数字外的任意字符；
　　j 日文片假名
　　J 日文平假名
　　k 小写希腊字母
　　G 大写希腊字母
　　m 数学符号
　　S 中文序号
　　全角部分：
　　\f        匹配任意双字节字符（汉字或全角符号）；
　　\~f       匹配任意单字节字符；
　　\A        匹配任意全角ASCII字符；
　　\b        匹配任意收录在BIG5码集中的双字节字符；
　　\~b       匹配未收录在BIG5码集中的双字节字符；
　　\c        匹配任意汉字(不包括符号)；
　　\~c       匹配非汉字的双字节字符；
　　\D        匹配地支字符(子丑寅卯……)；
　　\g        匹配收录在GB码集中的双字节字符；
　　\~g       匹配非收录在GB码集中的双字节字符；
　　\k        匹配日文片假名；
　　\K        匹配日文平假名；
　　\m        匹配小写希腊字母；
　　\M        匹配大写希腊字母；
　　\n        匹配中文数字(一二三四……)；
　　\N        匹配大写中文数字(壹贰叁肆……)；
　　\P        匹配全角标点符号；
　　\r        匹配小写俄文字母；
　　\R        匹配大写俄文字母；
　　\s        匹配数学符号；
　　\S        匹配中文序号(⒈⒉⒊⒋……)；
　　\T        匹配天干字符(甲乙丙丁……)；
　　\V        匹配竖排标点符号；
　　\y        匹配拼音字符；
　　\Y        匹配注音字符；
　　\Z        匹配制表字符；
　　2.3 字符集
　　字符集是用一对方括号[]括起来的字符串，用以匹配字符集中的任何一个字符。比如"[他她它]"匹配单数第三人称代词。如果方括号中的第一个字符是"^"，则匹配除指定字符外的任何其它字符。在字符集中，还可以用"-"表示字符的范围，例如"[a-z]"匹配任何小写字母。注意尽量不要用"-"表示汉字的范围，因为汉字并没有公认的次序，TextPro目前是依据汉字内码来确定范围的。如果两个汉字的内码相差很大，将消耗大量的内存，运算也将非常缓慢。为了避免这种现象，TextPro中限制表示范围的起始与终止汉字必须位于同一区。如果字符集要包括字符"]"、"^"、"-"或"\"，可以在这些字符前加"\"。例如"[\^xyz]"匹配"^", "x","y"或"z"。另外需要特别指出的是，前面所述的特殊字符及通配符，除了"\t"和"\e"外，在字符集中均作为普通字符处理。
　　字符集的匹配速度比通配符慢，所以应该尽可能地使用通配符。例如要查找半角数字时，应该使用\d，而不要使用[0-9]，虽然后者也是正确的。
　　2.4 子表达式
　　子表达式是指用一对括弧()括起来的另外一个正则表达式。使用子表达式有两种主要的目的。一是改变匹配的优先级，例如"中|西文软件"匹配的是"中"或"西文软件"，但是"(中|西)文软件"匹配的是"中文软件"或"西文软件"。
　　使用子表达式的另一个目的，是引用前面匹配到的内容。例如要查找形如"哈哈"、"嘻嘻"的叠字词，可以写"(\c)\1"。这里"(\c)"匹配任意汉字，而"\1"则引用匹配到的内容。TextPro允许在一个查找串包含最多9个子表达式，它们的匹配内容可以分别用"\1"，"\2"..."\9"来加以引用。子表达式也可以嵌套另一个子表达式，子表达式左括号出现的序号为这个表达式的编号。另外需要注意的是，只能引用已经匹配了的子表达式，象上面的例子不可以写成"\1(\c)"，同理，也不应该引用不同分支中的子表达式，因为一个正则表达式中只可能有一个分支被匹配。
　　2.5 重复指示符
　　正则表达式的另外一个强大的功能是重复匹配的能力。前述的任何一种"原子"之后，都可以指定一个重复指示符。下面列出各种重复指示符：
　　?         表示前一"原子"可有可无(重复0或1次)。例如"我们?"匹配"我"或"我们"；
　　+         表示前一"原子"至少匹配一次。例如"\d+"匹配任何一个无符号整数；
　　*         表示前一"原子"重复匹配0或多次。例如"\h\w*"表示许多高级语言对"变量"的定义：以字母或下划线开头，后接任意多个字母数字或下划线；
　　{n}       表示前一"原子"重复匹配n次。例如"\c啦{3}"匹配"哗啦啦啦"或"呼啦啦啦"等；
　　{n,m}     表示前一"原子"重复匹配n至m次，其中nm，TextPro将自动交换m与n的值；
　　{n,}      至少重复匹配n次，相当于{n,无穷大}；
　　{,m}      至多重复匹配m次，相当于{0,m}；
　　{}        重复任意多次，相当于*。
　　在前面所述的各种重复指示符中，如果重复的次数不定，TextPro将匹配尽可能长的目标串(但最多不超过32767次，这是TextPro内设定的上限)。例如有一字符串"你好，我好，大家好"，表达式"你.*好"将匹配整个字符串，而不是"你好"或"你好，我好"。如果需要匹配尽可能短的目标串，可以采用前述的最后四种形式，并在"{"之后加上"-"号。上例中的表达式如改为"你.{-}好"，则匹配串为"你好"。
　　{-n,m}    重复匹配m至n次，匹配次数尽可能少；
　　{-n,}     至少重复匹配n次，匹配次数尽可能少；
　　{-,m}     至多重复匹配m次，匹配次数尽可能少，相当于{-0,m}；
　　{-}       重复任意多次，类似于*，但匹配次数尽可能少。
　　重复指示符只对紧邻在其前的"原子"起作用，例如"你好+"将匹配"你好"，"你好好"……。但是不会匹配"你好你好"。如果要重复匹配一组原子，可以使用括号(子表达式)，如"(你好)+"就会匹配"你好你好"。
　　需要指出的是，重复指示符与引用子表达式具有不同的含义。重复指示符是重复"匹配"，至于匹配的内容则可以不同；而引用子表达式则是重复匹配的内容。例如，"\d{2}"可以匹配任何一个两位数的整数，但是"(\d)\1"只能匹配"11"、"22"、"33"等数字相同两位数。当然，也可以重复引用子表达式，如"(\d)\1*"可以匹配"2"，"33"、"111"等各位数全同的整数。
　　如前所述，在正则表达式中，以下字符"*?+.()[]{}\"具有特殊的含义。如果需要查找这些字符本身，可以在该字符前加一个反斜杠"\"。例如查"\def"可以输入"\\def"。
　　3. 替换表达式
　　3.1 特殊字符
　　在进行替换时，也可以在替换串中使用一些特殊字符。目前TextPro支持的特殊字符有：
　　\n        插入回车符。可以用这个字符把某些行分成两行或多行；
　　\b        向前删除一个字符。当这个字符位于替换串之首时，将删除匹配串之前的一个字符。若匹配串位于行首，将使匹配串所在行与前一行相合并；
　　\d        向后删除一个字符。当这个字符位于替换串之末时，将删除匹配串之后的一个字符。若匹配串位于行末，将使匹配串所在行与下一行相合并；
　　\e        插入一个ESC字符；
　　\t        插入一个TAB字符；
　　也可以在替换串中引用查找串中的匹配到的子表达式。引用方法也是用"\1"、"\2"等。另外还可以用"\0"或"&"来引用整个匹配到的字符串。
　　3.2 替换函数
　　在替换串中还可以使用一组替换函数，来对查找到的内容做某种变换。替换函数的形式是\f{...}，其中"f"是函数名，它是一个半角英文字母。花括号中的内容是函数的参数。例如，\u{a}表示把"a"转换为大写。目前TextPro支持三个替换函数，在后继版本中逐步增加。
　　\u           转换为大写
　　\l           转换为小写
　　\U           首字母大写
　　替换函数的参数部分可以略去不写。如果略去，默认的参数是查找到的内容，即\0。例如，要把文中所有英文单词的首字母大写，可以查找""，并替换为"\U{\0}"，替换串也可以简写为"\U"
　　4. 自定义替换功能
　　TextPro 4.5提供了自定义替换功能。所谓自定义替换，其实是一张替换表，它把某个字符串对应转换为另外一个字符串，比如把汉字转换为拼音。
　　替换表是一个文本文件，它的每一行指定一个转换关系。行由两栏组成，栏与栏之间用一个(或多个)空格(或TAB)分开。第一栏是源字符串，第二栏是目标字符串。如果源串或目标串中需要包含空格，可以把串用半角的单引号或双引号括起来。例如把汉字转为拼音的自定义替换表可以这样写
　　中 zhong1
　　国 "guo2"
　　大 da4
　　...
　　替换表中的最好不要有重复的源串，如有重复，TextPro只取最后出现的那对转换关系。
　　替换表准备好后，选择菜单"设置|自定义替换表"来设置替换表。TextPro允许定义多达10张替换表。首先选择一个位置，使那一行被选中，然后按"文件"按钮，即可装入这张替换表。你也可以为这张替换表起个名字，按"命名"按钮可以输入名称。"过滤"按钮与替换函数有关，等一下再作介绍。设置完以后，按"退出"钮结束。
　　现在，选择菜单"编辑|自定义替换"，可以看到弹出的下级菜单中有一项功能被开启了，菜单项的名称就是刚才给替换表起的名称(如果没有起名称，默认的菜单名称是"自定义替换n")。选择这项功能，将把出现在当前文件中的所有源串按替换表替换为目标串。
　　4.1 在查找/替换中使用自定义替换表
　　有的时候，上述简单的自定义替换功能是不够的。例如，用户可能希望只把出现在括号内的源串替换为目标串。这种文本处理可以通过在查找/替换中使用自定义替换表来解决。  在查找/替换功能中使用自定义替换表的替换函数是\Tn，其中n是0-9的数字， 注意n为0表示第10张替换表。如果略去n，其效果相当于\T1，即使用第一张替换表。例如要把所有放在方括号中的汉字替换为拼音，可以查找"\[(\c)\]"，替换为"\T{\1}"。即把第一个子表达式的匹配内容按自定义替换表转换。注意，如果\T函数的参数不在替换表的源串中，\T函数的结果与源串相同，即不做任何变换。
　　有些情况下，用户可能希望只使用替换表的一部分内容。还是以拼音为例，前面给出的替换表中包含了拼音的音调，如果在替换时不希望加上这些音调数字，可以使用"过滤"功能。所谓过滤，其实是用一个正则表达式去分析替换表的目标串，并把其中的某个子表达式取出来。
　　使用"过滤"时，在"设置自定义替换表"对话框中，点"过滤"按钮，在弹出的对话框中填入一个正则表达式。再以拼音为例，表达式可以写为"(\a+)(\d?)"，其中第一对括号中的是不含音调的拼音，第二对括号是音调。在调用\T函数时，TextPro会在目标串中查找这个正则表达式。但是如何把其中的子表达式取出来呢？\T函数还有一个可选的下标，取第n个子表达式的值就写作\T{...}[n]。所以，把放在方括号中的汉字替换为不带调的拼音，可以查找"\[(\c)\]"，替换为"\T{\1}[1]"
　　5. 应用举例
　　例一：在TextPro的制作过程中，我们需要整理许多资料。例如简转繁的资料是一个文本文件，每行两个汉字，前一个为简体字，后一个为繁体字。但是有不少行简繁体其实是同一个字，我们希望将其剔除。
　　操作办法：用替换功能，在"查找"中输入"(\c)\1"，在替换中输入"\d"。
　　分析："\c"匹配任一汉字，"\1"是引用子表达式，因此上面的正则表达式表示查找连续两个相同的汉字。在替换时输入"\d"，表示将找到的两个汉字替换成空串，并删除下一个字符。由于文件中每行只有两个汉字，删除下一个字符其实就删掉了行末的回车符，其结果把这些无用的行全部清除。
　　例二：某文件由一些有用的资料及注释组成。注释单独成行，并以"#"开头。现在希望将所有的注释行删除。
　　操作办法：用替换功能，在"查找"中输入"^#.*$"，在替换在输入"\d"。
　　分析：^匹配行首，^#表示行首有符号#，.*匹配#之后的所有字符，直到行末($)。这个表达式将整行匹配所有以#开头的行。替换成"\d"将把这些行清除。
　　例三：有一个从"输入法生成器"反编译出来的拼音表，其中有单字的拼音，也有词组的拼音。现在希望把单字的拼音和词组的拼音分开。已经文件的格式是每行一个字或词组，行首是汉字或词组，其后紧跟拼音。
　　操作办法：用替换功能，查找"^\c\c+\~f+"，替换为"\d"，就得到了一份单字的拼音表，另存为"单字.txt"后，按Ctrl+Z(UNDO)撤消刚才的操作，再用替换功能，查找"^\c\~f+"，替换为"\d"，就得到了词组的拼音表，可另存为"词组.txt"。
　　分析："\c\c+\~f+"匹配行首以汉字开头，跟着一个以上的汉字，再跟着一个以上任意半角字符的行，也就是所有的词组行，替换为"\d"把这些行删除，得到的是单字的拼音表；"^\c\~f+"匹配以一个汉字开头，紧跟着一个以上任意半角字符，这些正好是单字的拼音行，删除后即得词组的拼音表。
　　例四：组字符转GBK汉字。有些文本中使用一种组字规则来表示某些罕用的汉字，如用"[门@(人/(人*人))]"表示"