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2006-01-02 12:59:24
原著：Steve Mansour
sman@scruznet.com
Revised: June 5, 1999
(copied by jm /at/ jmason.org from %7esman/regexp.htm, after the original disappeared! )
翻译：Neo Lee
neo.lee@gmail.com
2004年10月16日
译者按：原文因为年代久远，文中很多链接早已过期（主要是关于vi、sed等工具的介绍和手册），本译文中已将此类链接删除，如需检查这些链接可以 查看上面链接的原文。除此之外基本照原文直译，括号中有“译者按”的部分是译者补充的说明。如有内容方面的问题请直接和Steve Mansor联系，当然，如果你只写中文，也可以和我联系。
我们将在如下的章节中利用一些例子来解释正则表达式的用法，绝大部分的例子是基于vi中的文本替换命令和grep文件搜索命令来书写的，不过它们都是比较典型的例子，其中的概念可以在sed、awk、perl和其他支持正则表达式的编程语言中使用。你可以看看这一节，其中有一些在别的工具中使用正则表达式的例子。还有一个关于vi中文本替换命令（s）的附在文后供参考。
在最简单的情况下，一个正则表达式看上去就是一个普通的查找串。例如，正则表达式"testing"中没有包含任何元字符，，它可以匹配"testing"和"123testing"等字符串，但是不能匹配"Testing"。
要想真正的用好正则表达式，正确的理解元字符是最重要的事情。下表列出了所有的元字符和对它们的一个简短的描述。
| 元字符 | 描述 | |
|---|---|---|
| 匹配任何单个字符。例如正则表达式r.t匹配这些字符串：rat、rut、r t，但是不匹配root。 | ||
| 匹配行结束符。例如正则表达式weasel$ 能够匹配字符串"He's a weasel"的末尾，但是不能匹配字符串"They are a bunch of weasels."。 | ||
| 匹配一行的开始。例如正则表达式^When in能够匹配字符串"When in the course of human events"的开始，但是不能匹配"What and When in the"。 | ||
| 匹配0或多个正好在它之前的那个字符。例如正则表达式.*意味着能够匹配任意数量的任何字符。 | ||
| 这是引用府，用来将这里列出的这些元字符当作普通的字符来进行匹配。例如正则表达式$被用来匹配美元符号，而不是行尾，类似的，正则表达式.用来匹配点字符，而不是任何字符的通配符。 | ||
[c1-c2] [^c1-c2] |
匹配括号中的任何一个字符。例如正则表达式r[aou]t匹配rat、rot和rut，但是不匹配ret。可以在括号中使用连字符-来指定字符的区间，例如正则表达式[0-9]可以匹配任何数字字符；还可以制定多个区间，例如正则表达式[A-Za-z]可以匹配任何大小写字母。另一个重要的用法是“排除”，要想匹配除了指定区间之外的字符——也就是所谓的补集——在左边的括号和第一个字符之间使用^字符，例如正则表达式[^269A-Z] 将匹配除了2、6、9和所有大写字母之外的任何字符。 | |
| 匹配词（word）的开始（<）和结束（>）。例如正则表达式 |
||
| 将 ( 和 ) 之间的表达式定义为“组”（group），并且将匹配这个表达式的字符保存到一个临时区域（一个正则表达式中最多可以保存9个），它们可以用 1 到9 的符号来引用。 | ||
| 将两个匹配条件进行逻辑“或”（Or）运算。例如正则表达式(him|her) 匹配"it belongs to him"和"it belongs to her"，但是不能匹配"it belongs to them."。注意：这个元字符不是所有的软件都支持的。 | ||
| 匹配1或多个正好在它之前的那个字符。例如正则表达式9+匹配9、99、999等。注意：这个元字符不是所有的软件都支持的。 | ||
| 匹配0或1个正好在它之前的那个字符。注意：这个元字符不是所有的软件都支持的。 | ||
{i,j} |
匹配指定数目的字符，这些字符是在它之前的表达式定义的。例如正则表达式A[0-9]{3} 能够匹配字符"A"后面跟着正好3个数字字符的串，例如A123、A348等，但是不匹配A1234。而正则表达式[0-9]{4,6} 匹配连续的任意4个、5个或者6个数字字符。注意：这个元字符不是所有的软件都支持的。 |
最简单的元字符是点，它能够匹配任何单个字符（注意不包括新行符）。假定有个文件test.txt包含以下几行内容：
要想匹配行首的字符要使用抑扬字符（^）——又是也被叫做插入符。例如，想找到text.txt中行首"he"打头的行，你可能会先用简单表达式he，但是这会匹配第三行的the，所以要使用正则表达式^he，它只匹配在行首出现的h。
有时候指定“除了×××都匹配”会比较容易达到目的，当抑扬字符（^）出现在方括号中是，它表示“排除”，例如要匹配he ，但是排除前面是t or s的情性（也就是the和she），可以使用：[^st]he。
可以使用方括号来指定多个字符区间。例如正则表达式[A-Za-z]匹配任何字母，包括大写和小写的；正则表达式[A-Za-z][A-Za-z]* 匹配一个字母后面接着0或者多个字母（大写或者小写）。当然我们也可以用元字符+做到同样的事情，也就是：[A-Za-z]+ ，和[A-Za-z][A-Za-z]*完全等价。但是要注意元字符+ 并不是所有支持正则表达式的程序都支持的。关于这一点可以参考后面的。
要指定特定数量的匹配，要使用大括号（注意必须使用反斜杠来转义）。想匹配所有100和1000的实例而排除10和10000，可以使用：10{2,3}，这个正则表达式匹配数字1后面跟着2或者3个0的模式。在这个元字符的使用中一个有用的变化是忽略第二个数字，例如正则表达式0{3,} 将匹配至少3个连续的0。
这里有一些有代表性的、比较简单的例子。
| vi 命令 | 作用 |
| :%s/ */ /g | 把一个或者多个空格替换为一个空格。 |
| :%s/ *$// | 去掉行尾的所有空格。 |
| :%s/^/ / | 在每一行头上加入一个空格。 |
| :%s/^[0-9][0-9]* // | 去掉行首的所有数字字符。 |
| :%s/b[aeio]g/bug/g | 将所有的bag、beg、big和bog改为bug。 |
| :%s/t([aou])g/h1t/g | 将所有tag、tog和tug分别改为hat、hot和hug（注意用group的用法和使用1引用前面被匹配的字符）。 |
将所有方法foo(a,b,c)的实例改为foo(b,a,c)。这里a、b和c可以是任何提供给方法foo()的参数。也就是说我们要实现这样的转换：
| 之前 | 之后 | |
| foo(10,7,2) | foo(7,10,2) | |
| foo(x+13,y-2,10) | foo(y-2,x+13,10) | |
| foo( bar(8), x+y+z, 5) | foo( x+y+z, bar(8), 5) |
下面这条替换命令能够实现这一魔法：
现在让我们把它打散来加以分析。写出这个表达式的基本思路是找出foo()和它的括号中的三个参数的位置。第一个参数是用这个表达式来识别的：：([^,]*)，我们可以从里向外来分析它：
| [^,] | 除了逗号之外的任何字符 | |
| [^,]* | 0或者多个非逗号字符 | |
| ([^,]*) | 将这些非逗号字符标记为1，这样可以在之后的替换模式表达式中引用它 | |
| ([^,]*), | 我们必须找到0或者多个非逗号字符后面跟着一个逗号，并且非逗号字符那部分要标记出来以备后用。 |
现在正是指出一个使用正则表达式常见错误的最佳时机。为什么我们要使用[^,]*这样的一个表达式，而不是更加简单直接的写法，例如：.*，来匹配第一个参数呢？设想我们使用模式.*来匹配字符串"10,7,2"，它应该匹配"10,"还是"10,7,"？为了解决这个两义性（ambiguity），正则表达式规定一律按照最长的串来，在上面的例子中就是"10,7,"，显然这样就找出了两个参数而不是我们期望的一个。所以，我们要使用[^,]*来强制取出第一个逗号之前的部分。
这个表达式我们已经分析到了：foo(([^,]*)，这一段可以简单的翻译为“当你找到foo(就把其后直到第一个逗号之前的部分标记为1”。然后我们使用同样的办法标记第二个参数为2。 对第三个参数的标记方法也是一样，只是我们要搜索所有的字符直到右括号。我们并没有必要去搜索第三个参数，因为我们不需要调整它的位置，但是这样的模式能 够保证我们只去替换那些有三个参数的foo()方法调用，在foo()是一个重载（overoading）方法时这种明确的模式往往是比较保险的。然后， 在替换部分，我们找到foo()的对应实例，然后利用标记好的部分进行替换，是的第一和第二个参数交换位置。
这里有几行我们现在的数据：
下面就是第一个替换命令：
下面这个替换命令则用来去除空格：
Billy tried really hard而你想把"really"、"really really"，以及任意数量连续出现的"really"字符串换成一个简单的"very"（simple is good!），那么以下命令：
Sally tried really really hard
Timmy tried really really really hard
Johnny tried really really really really hard
:%s/(really )(really )*/very /就会把上述的文本变成：
Billy tried very hard表达式(really )*匹配0或多个连续的"really "（注意结尾有个空格），而(really )(really )* 匹配1个或多个连续的"really "实例。
Sally tried very hard
Timmy tried very hard
Johnny tried very hard
当然，你也可以在Visual C++编辑器中使用RE。选择Edit->Replace，然后选择"Regular expression"选择框，Find What输入框对应上面介绍的vi命令:%s/pat1/pat2/g中的pat1部分，而Replace输入框对应pat2部分。但是，为了得到vi的执行范围和g选项，你要使用Replace All或者适当的手工Find Next and Replace（译者按：知道为啥有人骂微软弱智了吧，虽然VC中可以选中一个范围的文本，然后在其中执行替换，但是总之不够vi那么灵活和典雅）。
Sed是Stream EDitor的缩写，是Unix下常用的基于文件和管道的编辑工具，可以在手册中得到关于sed的详细信息。
这里是一些有趣的sed脚本，假定我们正在处理一个叫做price.txt的文件。注意这些编辑并不会改变源文件，sed只是处理源文件的每一行并把结果显示在标准输出中（当然很容易使用重定向来定制）：
| sed脚本 | 描述 | |
| sed 's/^$/d' price.txt | 删除所有空行 | |
| sed 's/^[ ]*$/d' price.txt | 删除所有只包含空格或者制表符的行 | |
| sed 's/"//g' price.txt | 删除所有引号 |
在Aho，Weinberger和Kernighan的书The AWK Programming Language中有很多很好的awk的例子，请不要让下面这些微不足道的脚本例子限制你对awk强大能力的理解。我们同样假定我们针对price.txt文件进行处理，跟sed一样，awk也只是把结果显示在终端上。
| awk脚本 | 描述 | |
| awk '$0 !~ /^$/' price.txt | 删除所有空行 | |
| awk 'NF > 0' price.txt | awk中一个更好的删除所有行的办法 | |
| awk '$2 ~ /^[JT]/ {print $3}' price.txt | 打印所有第二个字段是'J'或者'T'打头的行中的第三个字段 | |
| awk '$2 !~ /[Mm]isc/ {print $3 + $4}' price.txt | 针对所有第二个字段不包含'Misc'或者'misc'的行，打印第3和第4列的和（假定为数字） | |
| awk '$3 !~ /^[0-9]+.[0-9]*$/ {print $0}' price.txt | 打印所有第三个字段不是数字的行，这里数字是指d.d或者d这样的形式，其中d是0到9的任何数字 | |
| awk '$2 ~ /John|Fred/ {print $0}' price.txt | 如果第二个字段包含'John'或者'Fred'则打印整行 |
下面的例子中我们假定在文件phone.txt中包含以下的文本，——其格式是姓加一个逗号，然后是名，然后是一个制表符，然后是电话号码：
Francis, John 5-3871
Wong, Fred 4-4123
Jones, Thomas 1-4122
Salazar, Richard 5-2522
| grep命令 | 描述 | |
| grep ' 5-...1' phone.txt | 把所有电话号码以5开头以1结束的行打印出来，注意制表符是用 表示的 | |
| grep '^S[^ ]* R' phone.txt | 打印所有姓以S打头和名以R打头的行 | |
| grep '^[JW]' phone.txt | 打印所有姓开头是J或者W的行 | |
| grep ', .... ' phone.txt | 打印所有姓是4个字符的行，注意制表符是用 表示的 | |
| grep -v '^[JW]' phone.txt | 打印所有不以J或者W开头的行 | |
| grep '^[M-Z]' phone.txt | 打印所有姓的开头是M到Z之间任一字符的行 | |
| grep '^[M-Z].*[12]' phone.txt | 打印所有姓的开头是M到Z之间任一字符，并且点号号码结尾是1或者2的行 |
| egrep command | Description | |
| egrep '(John|Fred)' phone.txt | 打印所有包含名字John或者Fred的行 | |
| egrep 'John|22$|^W' phone.txt | 打印所有包含John 或者以22结束或者以W的行 | |
| egrep 'net(work)?s' report.txt | 从report.txt中找到所有包含networks或者nets的行 |
| 命令或环境 | . | [ ] | ^ | $ | ( ) | { } | ? | + | | | ( ) |
| vi | X | X | X | X | X | |||||
| Visual C++ | X | X | X | X | X | |||||
| awk | X | X | X | X | X | X | X | X | ||
| sed | X | X | X | X | X | X | ||||
| Tcl | X | X | X | X | X | X | X | X | X | |
| ex | X | X | X | X | X | X | ||||
| grep | X | X | X | X | X | X | ||||
| egrep | X | X | X | X | X | X | X | X | X | |
| fgrep | X | X | X | X | X | |||||
| perl | X | X | X | X | X | X | X | X | X |
s 表示其后是一个替换命令。
pat1 这是要查找的一个正则表达式，这篇文章中有一大堆例子。
g 可选标志，带这个标志表示替换将针对行中每个匹配的串进行，否则则只替换行中第一个匹配串。
