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本文来自微信公众号:机器之心 | 发布时间:2018-10-09 12:02:11

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资源 | 正则表达式的功法大全,做NLP再也不怕搞不定字符串了

资源 | 正则表达式的功法大全,做NLP再也不怕搞不定字符串了

机器之心

选自Medium

作者Jonny Fox

机器之心编译

参与:思源


在自然语言处理中,很多时候我们都需要从文本或字符串中抽取出想要的信息,并进一步做语义理解或其它处理。在本文中,作者由基础到高级介绍了很多正则表达式,这些表达式或规则在很多编程语言中都是通用的。


正则表达式(regex 或 regexp)对于从文本中抽取信息极其有用,它一般会搜索匹配特定模式的语句,而这种模式及具体的 ASCII 序列或 Unicode 字符。从解析/替代字符串、预处理数据到网页爬取,正则表达式的应用范围非常广。


其中一个比较有意思的地方是,只要我们学会了正则表达式的语句,我们几乎可以将其应用于多有的编程语言,包括 JavaScript、Python、Ruby 和 Java 等。只不过对于各编程语言所支持的最高级特征与语法有细微的区别。


下面我们可以具体讨论一些案例与解释。


基本语句


锚点:^ 和 $


^The        匹配任何以“The”开头的字符串 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/2)
end$        匹配以“end”为结尾的字符串
^The end$   抽取匹配从“The”开始到“end”结束的字符串
roar        匹配任何带有文本“roar”的字符串


数量符:*、+、?和 {}


abc*        匹配在“ab”后面跟着零个或多个“c”的字符串 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/1)
abc+        匹配在“ab”后面跟着一个或多个“c”的字符串
abc?        匹配在“ab”后面跟着零个或一个“c”的字符串
abc{2}      匹配在“ab”后面跟着两个“c”的字符串
abc{2,}     匹配在“ab”后面跟着两个或更多“c”的字符串
abc{2,5}    匹配在“ab”后面跟着25个“c”的字符串
a(bc)*      匹配在“a”后面跟着零个或更多“bc”序列的字符串
a(bc){2,5}  匹配在“a”后面跟着25个“bc”序列的字符串


或运算符:| 、 []


a(b|c)     匹配在“a”后面跟着“b”或“c”的字符串 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/3)
a[bc]      匹配在“a”后面跟着“b”或“c”的字符串


字符类:\d、\d、\s 和 .


\d         匹配数字型的单个字符 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/4)
\w         匹配单个词字(字母加下划线) -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/4)
\s         匹配单个空格字符(包括制表符和换行符) 
.          匹配任意字符 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/5)


使用「.」运算符需要非常小心,因为常见类或排除型字符类都要更快与精确。\d、\w 和\s 同样有它们各自的排除型字符类,即\D、\W 和\S。例如\D 将执行与\d 完全相反的匹配方法:


\D         匹配单个非数字型的字符 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/6)


为了正确地匹配,我们必须使用转义符反斜杠「\」定义我们需要匹配的符号「^.[$()|*+?{\」,因为我们可能认为这些符号在原文本中有特殊的含义。


\$\d       匹配在单个数字前有符号“$”的字符串 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/9)


注意我们同样能匹配 non-printable 字符,例如 Tab 符「\t」、换行符「\n」和回车符「\r」


Flags


我们已经了解如何构建正则表达式,但仍然遗漏了一个非常基础的概念:flags。


正则表达式通常以/abc/这种形式出现,其中搜索模式由两个反斜杠「/」分离。而在模式的结尾,我们通常可以指定以下 flag 配置或它们的组合:


  • g(global)在第一次完成匹配后并不会返回结果,它会继续搜索剩下的文本。

  • m(multi line)允许使用^和$匹配一行的开始和结尾,而不是整个序列。

  • i(insensitive)令整个表达式不区分大小写(例如/aBc/i 将匹配 AbC)。


中级语句


分组和捕获:()


a(bc)           圆括弧会创建一个捕获性分组,它会捕获匹配项“bc” -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/11)
a(?:bc)*        使用 “?:” 会使捕获分组失效,只需要匹配前面的“a” -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/12)
a(?<foo>bc)     使用 “?<foo>” 会为分组配置一个名称 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/17)


捕获性圆括号 () 和非捕获性圆括弧 (?:) 对于从字符串或数据中抽取信息非常重要,我们可以使用 Python 等不同的编程语言实现这一功能。从多个分组中捕获的多个匹配项将以经典的数组形式展示:我们可以使用匹配结果的索引访问它们的值。


如果需要为分组添加名称(使用 (?<foo>...)),我们就能如字典那样使用匹配结果检索分组的值,其中字典的键为分组的名称。


方括弧表达式:[]


[abc]            匹配带有一个“a”、“ab”或“ac”的字符串 -> 与 a|b|c 一样 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/7)
[a-c]            匹配带有一个“a”、“ab”或“ac”的字符串 -> 与 a|b|c 一样
[a-fA-F0-9]      匹配一个代表16进制数字的字符串,不区分大小写 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/22)
[0-9]%           匹配在%符号前面带有09这几个字符的字符串
[^a-zA-Z]        匹配不带a到z或A到Z的字符串,其中^为否定表达式 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/10)


记住在方括弧内,所有特殊字符(包括反斜杠\)都会失去它们应有的意义。


Greedy 和 Lazy 匹配


数量符(* + {})是一种贪心运算符,所以它们会遍历给定的文本,并尽可能匹配。例如,<.+> 可以匹配文本「This is a <div> simple div</div> test」中的「<div>simple div</div>」。为了仅捕获 div 标签,我们需要使用「?」令贪心搜索变得 Lazy 一点:


<.+?>            一次或多次匹配 “<” 和 “>” 里面的任何字符,可按需扩展 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/24)


注意更好的解决方案应该需要避免使用「.」,这有利于实现更严格的正则表达式:


<[^<>]+>         一次或多次匹配 “<” 和 “>” 里面的任何字符,除去 “<” 或 “>” 字符 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/23)


高级语句


边界符:\b 和 \B


\babc\b          执行整词匹配搜索 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/25)


\b 如插入符号那样表示一个锚点(它与$和^相同)来匹配位置,其中一边是一个单词符号(如\w),另一边不是单词符号(例如它可能是字符串的起始点或空格符号)。


它同样能表达相反的非单词边界「\B」,它会匹配「\b」不会匹配的位置,如果我们希望找到被单词字符环绕的搜索模式,就可以使用它。


\Babc\B          只要是被单词字符环绕的模式就会匹配 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/26)


前向匹配和后向匹配:(?=) 和 (?<=)


d(?=r)       只有在后面跟着“r”的时候才匹配“d”,但是“r”并不会成为整个正则表达式匹配的一部分 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/18)
(?<=r)d      只有在前面跟着“r”时才匹配“d”,但是“r”并不会成为整个正则表达式匹配的一部分 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/19)


我们同样能使用否定运算子:


d(?!r)       只有在后面不跟着“r”的时候才匹配“d”,但是“r”并不会成为整个正则表达式匹配的一部分 -> Try it! (https://regex101.com/r/cO8lqs/20)
(?<!r)d      只有在前面不跟着“r”时才匹配“d”,但是“r”并不会成为整个正则表达式匹配的一部分* *->* **Try it!* (https://regex101.com/r/cO8lqs/21)


结语


正如上文所示,正则表达式的应用领域非常广,很可能各位读者在开发的过程中已经遇到了它,下面是正则表达式常用的领域:


  • 数据验证,例如检查时间字符串是否符合格式;

  • 数据抓取,以特定顺序抓取包含特定文本或内容的网页;

  • 数据包装,将数据从某种原格式转换为另外一种格式;

  • 字符串解析,例如捕获所拥有 URL 的 GET 参数,或捕获一组圆括弧内的文本;

  • 字符串替代,将字符串中的某个字符替换为其它字符。


原文链接:https://medium.com/factory-mind/regex-tutorial-a-simple-cheatsheet-by-examples-649dc1c3f285



本文为机器之心编译,转载请联系本公众号获得授权

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