@[TOC](正则表达式使用规则和用例)
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# 一，前言
嗨，我是firdawn，最近用 everything 搜索文件时，想要搜索以“git”开头的文件，但是如果直接在搜索框直接输入“git”，却会跳出“git”在文件任意位置的文件，干扰搜索，所以就复习了一下正则表达式的语法规则。本篇文章我将介绍正则表达式的概念，语法图表，还有练习用例。如果你想了解正则表达式的语法规则或是在[regular expressions](https://regex101.com/)，练习正则表达式却缺少练习用例，本篇文章都可以为你提供一定的帮助。下面是本章的思维导图，那么让我们开始吧。
*[everything]: everything是voidtools开发的轻量化快速文件搜索工具。

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# 二，概念
正则表达式（Regular Expression）是一种强大的文本处理工具，专门用来匹配，查找，替换文本字符串的语法规则，并且用一串特殊符号描述文本的模式。**正则表达式的作用就是帮助我们匹配指定规则的字符串。** 它的应用场景有：
- 从文本中查找手机号，邮箱，网址，IP地址。
- 判断手机号或者密码输入格式是否正确。
- 批量修改，清理文本，删除多余的空格，删除指定字符串等。


# 三，语法
>正则表达式的语法由「普通字符」和「元字符」组成，元字符是具有特殊含义的符号

我们先看一个简单的正则表达式 `abc?` ，它就是由特殊字符 `?` 和普通字符 `abc` 组成。表示搜索`abc`，其中的`c`出现0次或者1次，也就是可有可无，表示搜索 `abc` 或者 `ab` ，只要字符串中包括 `abc` 或者 `ab` ,搜索结果中就会被查找到。
## 3.1 普通字符
### 3.1.1 概念
普通字符是指没有特殊含义，仅代表自身字面量的字符。正则表达式搜索引擎遇到普通字符时，只会在目标文本中寻找完全相同的字符进行匹配。包括:
- 全部大小写字母和数字： `a-z` `A-Z` `0-9`
- 大部分可见符号：`!@#%&-=;':",` 等

字符在绝大多数情况下，如果不属于元字符，那它就是普通字符。
### 3.1.2 使用规则
正则表达式搜索引擎遇到普通字符时，只会在目标文本中寻找完全相同的字符进行匹配。
## 3.2 元字符
### 3.2.1 概念
元字符是正则表达式里具备特殊语法功能的字符，不会匹配它自身符号，如果要匹配元字符自身，需要在前面添加转义字符 `\` 用来它自身。元字符可以匹配规则，位置，数量，范围。元字符包括：
- `.` `\` `+` `*` `?` `[` `]` `(` `)` `{` `}` `|` `^` `$`
### 3.2.2 使用规则图表
| 元字符 | 使用规则 | 举例
| --- | --- | --- |
| . | 匹配任意单个字符，默认不匹配换行符 `\n`  | 正则表达式 `a.b` 匹配 `axb` `a1b` `a#b` ，不匹配  `a\nb`   |
| \ | 两大功能：1. 放在元字符前：取消特殊含义，元字符转为普通字符；2. 放在字母前，构成转义序列 `\d` `\w` `\s`  |  `\.` 匹配小数点， `\d` 匹配数字(0-9) |
| + | 前一个单元，重复1次或者多次 |  正则表达式`ab+` 匹配 `ab` `ab` `abb` ，不会匹配 `a` |
| * | 前一个单元，重复0次或者多次 |  正则表达式`ab*` 匹配 `a` `ab` `abb`  |
| ? | 两大功能：1.前一个单元重复0次或者1次（也就是可有可无）。2.放在 `*` `/` `+` ：表示开启非贪婪模式 | 正则表达式 `ab?` 匹配 `a` `ab` ，`<.*?>`匹配最小子集 |
| [ ] | 匹配括号内任意单个字符；如果开头写 `^` 代表取反，匹配非括号内的字符； `-` 表示字符范围 | 正则表达式 `[0-9]` 表示数字； `[abc]` 表示匹配 `a` 或者 `b` 或者 `c` ， `[^0-9]`表示非0到9的字符，也就是非数字 |
| ( ) | 两大功能：1.将括号内容作为整体，供元字符修饰；2.建立分组，方便后续引用 |  `(ab)+` 匹配 `ab` `abab`  |
| { } | 限定前面单元的重复次数。正则表达式 `{n}` 表示重复n次， `{n,}` 表示重复n次及以上， `{n,m}` 表示重复n到m次 |  `ab{3}` 表示匹配 `abbb` ，`ab{2,}` 表示 `abb` `abbb` `abbbb` 这里b重复的次数要达到2次及以上， `ab{2,3}` 表示 `abb` `abbb`  |
| \| | 表示"或"，匹配多个分支中的任意一个分支，并且 `\|` 的优先级最低 |  `cat\|dog` 表示 `cat` `dog` ； `ca(t\|d)og` 表示 `catog` `cadog` 中间选择t或者d； `I love (Java\|Python\|C++)` 表示 `I love Java` `I love Python` `I love C++` |
| ^ | 两大功能：1.匹配字符串起始位置。2.在 `[]` 内部开头出现表示取反 |  `^hello` 匹配以hello开头的字符串； `[^0-9]` 表示非0-9的字符，也就是非数字 |
| $ | 匹配字符串结束位置 |  `world$` 匹配以world结尾的字符串 |

### 3.2.3 语法规则扩展
#### 3.2.3.1 预定义字符类
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#### 3.2.3.2 贪婪匹配与非贪婪匹配
>**贪婪匹配**：正则表达式中元字符 `*` `+` `{n,m}` 默认是贪婪匹配。正则表达式搜索引擎会尽可能匹配最长的符合条件的字符串，也就是满足条件的最大子集。
>**非贪婪匹配（惰性匹配）**：正则表达式中元字符 `*` `+` `{n,m}` 的后面追加元字符 `?` ，开启非贪婪匹配。正则表达式搜索引擎会尽可能匹配最短的符合条件的字符串，也满足条件的最小子集。

**使用场景1：HTML标签**

练习文本：`<div>苹果</div><div>香蕉</div>`
| 模式 | 正则表达式 | 结果 |
|--|--| -- |
| 贪婪 |  `<div>.*</div>` |  `<div>苹果</div><div>香蕉</div>` |
| 非贪婪 |  `<div>.*?</div>` |  `<div>苹果</div>` 或者 `<div>香蕉</div>` |

**使用场景2：获取 `a.*b` 的最小子集**

练习文本： `a111b222b`
| 模式 | 正则表达式 | 结果 |
|--|--| -- |
| 贪婪 |  `a.*b` |  `a111b222b` |
| 非贪婪 |  `a.*?b` |  `a111b` |

**使用场景3：获取 `{m,n}` 的最小子集**

练习文本： `abbyby` 
| 模式 | 正则表达式 | 结果 |
|--|--| -- |
| 贪婪 |  `a.{2.5}y` |  `abbyby` |
| 非贪婪 |  `a.{2.5}?y` |  `abby` |



# 四，练习用例
>新手练习推荐使用[regular expressions](https://regex101.com/)，练习方便，右边侧栏还有正则表达式的语法规则介绍及网站准备的练习用例。博主本人也是用这个正则表达式网站练习的。
## 4.1 查找手机号
### 4.1.1手机号构成
- 11位数字
- 第1位：固定是1
- 第2位：运营商号段，范围为3-9
- 第3-11位：任意9位数字


### 4.1.2 练习文本
`联系号码：13812345678
备用号12912345678（第二位是2，无效手机号）
老号码：19987654321
短号：135123456（只有10位）
长号：135123456789（一共12位）
带横杠：138-1234-5678
带空格：138 1234 5678
文本穿插：aa13755667788bb
多个号码放一起：13600112233,13900112233
非数字：13a45678901
`
### 4.1.3 正则表达式
`^1[3-9]\d{9}$` 

解读： 
- `^` ：表示匹配字符串的开始位置，确保正则表达式从文本的起始字符开始匹配。
- `1` ：匹配一个固定的数字字符“1”，用于限定手机号码以“1”开头。
- `[3-9]` ：匹配一个位于3到9之间的单个数字。该部分用于限定手机号码第二位为3至9，符合中国手机号码的规则（如13、14、15、16、17、18、19等号段）。
- `\d{9}` ：\d 表示任意一个数字字符（0-9），{9} 表示前面的 \d 重复恰好9次。因此这部分总共匹配9个数字，与前两位共同构成完整的11位手机号码。
- `$` ：表示匹配字符串的结束位置，确保整个输入内容完全由11位数字组成，不允许有额外字符或空格。


## 4.2 查找邮箱

### 4.2.1 邮箱构成  
电子邮件地址通常由三部分组成：  
- **本地部分（Local Part）**：位于@符号之前，用于标识用户账户，可包含字母、数字、点（.）、下划线（_）、连字符（-）等字符，但不能以点开头或结尾，也不能连续出现两个点。  
- **@符号**：分隔本地部分与域名部分的固定符号。  
- **域名部分（Domain Part）**：位于@符号之后，表示邮件服务器的域名，通常由字母、数字、点（.）和连字符（-）组成，且至少包含一个点，最后不能以点结尾。

### 4.2.2 练习文本  
`user@example.com`  
`test.email@domain.org`  
`admin@sub.example.net`  
`user+tag@company.co.uk`  
`invalid..email@domain.com`（连续两个点，无效）  
`@example.com`（缺少本地部分）  
`user@.com`（域名以点开头）  
`user@domain`（无顶级域）  
`user.name@domain.com.cn`  
`12345@abc-def.xyz`

### 4.2.3 正则表达式  
`^[a-zA-Z0-9._%+-]+@[a-zA-Z0-9.-]+\.[a-zA-Z]{2,}$`  

解读：  
- `^` ：匹配字符串的开始位置，确保从头开始匹配。  
- `[a-zA-Z0-9._%+-]+` ：匹配本地部分，允许字母、数字、点、下划线、百分号、加号和连字符，至少一个字符，可重复多次。  
- `@` ：匹配固定的@符号。  
- `[a-zA-Z0-9.-]+` ：匹配域名部分，允许字母、数字、点和连字符，至少一个字符。  
- `\.` ：匹配一个实际的点（需转义），用于分隔域名层级。  
- `[a-zA-Z]{2,}` ：匹配顶级域名，必须是两个或更多字母，如com、org、net、cn等。  
- `$` ：匹配字符串的结束位置，确保整个字符串完全符合规则，不允许多余内容。

---

## 4.3 查找IP地址

### 4.3.1 IP地址构成  
IPv4地址由四个十进制数构成，每个数范围在0到255之间，用点（.）分隔。  
- 每个段落值必须为0–255之间的整数。  
- 不允许前导零（如010、001等视为非法）。  
- 必须有且仅有三个点，将四个数字段分隔开。  
- 不能包含非数字字符或空格。

### 4.3.2 练习文本  
`192.168.1.1`  
`10.0.0.1`  
`172.16.254.1`  
`255.255.255.255`  
`0.0.0.0`  
`256.1.1.1`（超出范围）  
`192.168.01.1`（前导零，无效）  
`192.168.1`（只有三个段）  
`192.168.1.1.1`（五个段）  
`192.168.1.1 `（末尾有空格）  
`192.168.1.-1`（负数）  
`192.168.1.abc`（非数字）

### 4.3.3 正则表达式  
`^(?:(?:25[0-5]|2[0-4][0-9]|[01]?[0-9][0-9]?)\.){3}(?:25[0-5]|2[0-4][0-9]|[01]?[0-9][0-9]?)$`  

解读：  
- `^` ：匹配字符串起始位置。  
- `(?: ... )` ：非捕获组，用于分组但不保存匹配结果。  
- `(?:25[0-5]|2[0-4][0-9]|[01]?[0-9][0-9]?)` ：匹配单个有效段落值，分为三种情况：  
  - `25[0-5]` ：匹配250–255。  
  - `2[0-4][0-9]` ：匹配200–249。  
  - `[01]?[0-9][0-9]?` ：匹配0–199，支持前导零（如01、001等）——但结合整体逻辑，若要求严格无前导零，则需额外限制。  
- `\.` ：匹配一个点，作为段间分隔符。  
- `{3}` ：前面的段落模式重复三次，对应前三个段。  
- 最后一个段使用相同的模式进行匹配。  
- `$` ：匹配字符串结束，确保完整匹配，无多余字符。

> 注：该正则表达式允许前导零（如010），若需禁止前导零，应使用更严格的版本，例如：  
> `^(?:(?:25[0-5]|2[0-4][0-9]|1[0-9][0-9]|[1-9]?[0-9])\.){3}(?:25[0-5]|2[0-4][0-9]|1[0-9][0-9]|[1-9]?[0-9])$`

---

## 4.4 查找可执行文件

### 4.4.1 可执行文件构成  
可执行文件通常具有以下特征：  
- 文件名以特定扩展名结尾，常见包括：`.exe`（Windows）、`.app`（macOS）、`.bin`（Linux/Unix）、`.sh`（Shell脚本）、`.bat`（批处理文件）等。  
- 文件名中可包含字母、数字、下划线、连字符、点号等合法字符。  
- 不允许包含空格或特殊符号（如`< > | & %`等）。  
- 路径可能包含目录结构，但此处仅关注文件名本身。  
- 扩展名区分大小写，但在实际系统中常忽略大小写（如`.EXE`也可接受）。

### 4.4.2 练习文本  
`program.exe`  
`setup.app`  
`run.sh`  
`install.bat`  
`myapp.bin`  
`data.exe.bak`（带多个点，可能为备份文件）  
`app.EXE`（大写扩展名）  
`script.sh`  
`bad file.exe`（含空格）  
`test@.exe`（含非法字符）  
`1234567890`（无扩展名）  
`app-.exe`（合法，允许连字符）  
`_.exe`（允许下划线开头）

### 4.4.3 正则表达式  
`^[a-zA-Z0-9._-]+(?:\.exe|\.app|\.sh|\.bat|\.bin|\.cmd|\.ps1|\.jar)$`  

解读：  
- `^` ：匹配字符串起始位置。  
- `[a-zA-Z0-9._-]+` ：匹配文件名主体部分，允许字母、数字、点、下划线、连字符，至少一个字符。  
- `(?:\.exe|\.app|\.sh|\.bat|\.bin|\.cmd|\.ps1|\.jar)` ：非捕获组，匹配常见的可执行文件扩展名，支持大小写敏感匹配。  
  - 包括 `.exe`, `.app`, `.sh`, `.bat`, `.bin`, `.cmd`, `.ps1`, `.jar` 等。  
- `$` ：匹配字符串结束，确保完整匹配，无多余内容。

> 提示：若需忽略扩展名大小写，可使用修饰符 `i`（如在JavaScript中使用 `/.../i`），或在正则中加入大小写变体，如：  
> `^[a-zA-Z0-9._-]+(?:\.exe|\.EXE|\.app|\.APP|\.sh|\.SH|\.bat|\.BAT|\.bin|\.BIN|\.cmd|\.CMD|\.ps1|\.PS1|\.jar|\.JAR)$`



# 五，结语
好啦，今天的正则表达式介绍完毕了，正则表达式需要多练习才能熟练，一定要多练习喔，不然，小心像博主一样，很容易忘记的。


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正则表达式使用规则和用例

本篇文章我将介绍正则表达式的概念，语法图表，还有练习用例。如果你想了解正则表达式的语法规则或是在regular expressions，练习正则表达式却缺少练习用例，本篇文章都可以为你提供一定的帮助。下面是本章的思维导图，那么让我们开始吧

编程语言

正则表达式语法详解：涵盖普通字符与元字符用法、贪婪与非贪婪匹配、预定义字符类，附手机号、邮箱、IP地址及可执行文件的实战正则表达式用例，助你快速掌握文本匹配技巧。

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