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淺談C#中正則表達式的使用

 更新時間:2016年12月12日 16:54:15   作者:Qi Fei  
本篇文章主要介紹了C#中正則表達式的使用,具有一定的參考價值,有需要的可以了解一下。

目前為止,許多編程語言和工具都包含對正則表達式的支持,C#也不例外,C#基礎類庫中包含有一個命名空間(System.Text.RegularExpressions)和一系列可以充分發(fā)揮規(guī)則表達式威力的類(Regex、Match、Group等)。那么,什么是正則表達式,怎么定義正則表達式呢?

一、正則表達式基礎

什么是正則表達式

在編寫字符串的處理程序時,經(jīng)常會有查找符合某些復雜規(guī)則的字符串的需要。正則表達式就是用于描述這些規(guī)則的工具。換句話說,正則表達式就是記錄文本規(guī)則的代碼。

通常,我們在使用WINDOWS查找文件時,會使用通配符(*和?)。如果你想查找某個目錄下的所有Word文檔時,你就可以使用*.doc進行查找,在這里,*就被解釋為任意字符串。和通配符類似,正則表達式也是用來進行文本匹配的工具,只不過比起通配符,它能更精確地描述你的需求——當然,代價就是更復雜。

一個簡單的例子——驗證電話號碼

學習正則表達式的最好方法是從例子開始,下面我們從驗證電話號碼開始,一步一步的了解正則表達式。

在我們國家,電話號碼(如:0379-65624150)通常包含3到4為以0開頭的區(qū)號和一個7或8為的號碼,中間通常以連字符'-'隔開。在這個例子中,首先我們要介紹一個元字符\d,它用來匹配一個0到9的數(shù)字。這個正則表達式可以寫成:^0\d{2,3}-\d{7,8}$

我們來對他進行分析,0匹配數(shù)字“0”,\d匹配一個數(shù)字,{2,3}表示重復2到3次,-只匹配”-”自身,接下來的\d同樣匹配一個數(shù)字,而 {7,8}則表示重復7到8次。當然,電話號碼還可以寫成 (0379)65624150,這里就交給讀者完成。

元字符

在上面的例子中,我們接觸到了一個元字符\d,正如你所想的,正則表達式還有很多像\d一樣的元字符,下表列出了一些常用的元字符:

元字符

說明

.

匹配除換行符以外的任意字符

\b

匹配單詞的開始或結(jié)束

\d

匹配數(shù)字

\s

匹配任意的空白符

\w

匹配字母或數(shù)字或下劃線或漢字

^

匹配字符串的開始

$

匹配字符串的結(jié)束

表1、常用的元字符

 轉(zhuǎn)義字符

如果你想查找元字符本身的話,比如你查找.,或者*,就出現(xiàn)了問題:你沒辦法指定它們,因為它們會被解釋成別的意思。這時你就得使用\來取消這些字符的特殊意義。因此,你應該使用\.和\*。當然,要查找\本身,你也得用\\.

例如:unibetter\.com匹配unibetter.com,C:\\Windows匹配C:\Windows。

限定符

限定符又叫重復描述字符,表示一個字符要出現(xiàn)的次數(shù)。比如我們在匹配電話號碼時使用的{3,4}就表示出現(xiàn)3到4次。常用的限定符有:

限定符

說明

*

重復零次或更多次

+

重復一次或更多次

?

重復零次或一次

{n}

重復n次

{n,}

重復n次或更多次

{n,m}

重復n到m次

                                               表2、常用的限定符

二、.NET中正則表達式的支持

System.Text.RegularExpressions 命名空間包含一些類,這些類提供對 .NET Framework 正則表達式引擎的訪問。該命名空間提供正則表達式功能,可以從運行在 Microsoft .NET Framework 內(nèi)的任何平臺或語言中使用該功能。

1、在C#中使用正則表達式

在了解了C#中支持正則表達式的類后,我們一起來將上面提到的驗證電話號碼的正則表達式寫入C#代碼中,實現(xiàn)電話號碼的驗證。

第一步,建立一個名為SimpleCheckPhoneNumber的Windows項目。

第二步,引入System.Text.RegularExpressions命名空間。

第三步,寫出正則表達式。這里的正則表達式就是上面的驗證號碼的字符串。由于上面的字符串只能驗證用連字符連接區(qū)號和號碼的方式的電話號碼,所以我們做了一些修改:0\d{2,3}-\d{7,8}|\(0\d{2,3}\)\d{7,8}。在這個表達式中,| 號面的一部分是我們上面提到過的,后面一部分是用來驗證(0379)65624150這種電話號碼寫法的。由于 (  和  ) 也是元字符,所以要用轉(zhuǎn)義字符。| 表示分支匹配,要么匹配前面的一部分,要么匹配后面的一部分。

第四步,正則表達式構(gòu)造一個Regex類。

第五步,使用Regex類的IsMatch方法驗證匹配。Regex類的IsMatch()方法返回一個bool值,如果有匹配項,返回true,否則返回false。

 三、正則表達式進階

分組

在匹配電話號碼的時候,我們已經(jīng)用到過重復單個字符。下面我們來了解如何使用分組來匹配一個IP地址。

眾所周知,IP地址是四段點分十進制的字符串表示的。所以,我們可以通過地址的分組,來進行匹配。首先,我們來匹配第一段:2[0-4]\d|25[0-5]|[01]?\d\d? 這段正則表達式可以匹配IP地址的一段數(shù)字。2[0-4]\d 匹配以2開頭,十位為0到4,個位為任何數(shù)字的三位字段,25[0-5] 匹配以25 開頭,個位為0到5 的三位字段,[01]?\d\d? 匹配任何以1者0頭,個位和十位為任何數(shù)子的字段。? 表示出現(xiàn)零次或一次。所以, [01] 和 最后一個 \d 都可以不出現(xiàn),如果我們再向這個字符串后面添加一個 \. 來匹配 . 就可以劃分一個段了。現(xiàn)在,我們把 2[0-4]\d|25[0-5]|[01]?\d\d?\. 當做一個分組,就可以寫成 (2[0-4]\d|25[0-5]|[01]?\d\d?\.) 。接下來我們就來使用這個分組。將這個分組重復兩次,然后,再使用 2[0-4]\d|25[0-5]|[01]?\d\d? 就可以了。完整的正則表達式為: (2[0-4]\d|25[0-5]|[01]?\d\d?\.){3}2[0-4]\d|25[0-5]|[01]?\d\d?

 后向引用

在我們了解分組以后,我們就可以使用后向引用了。所謂后向引用,就是使用前面捕獲的結(jié)果,對后面的字符進行匹配。多用于匹配重復字符。比如匹配 go go 這樣的重復字符。我們就可以使用 (go) \1來進行匹配。

默認情況下,每個分組會自動擁有一個組號,規(guī)則是:從左向右,以分組的左括號為標志,第一個出現(xiàn)的分組的組號為1,第二個為2,以此類推。當然,你也可以自己指定子表達式的組名。要指定一個子表達式的組名,請使用這樣的語法:(?<Word>\w+)(或者把尖括號換成'也行:(?'Word'\w+)),這樣就把\w+的組名指定為Word了。要反向引用這個分組捕獲的內(nèi)容,你可以使用\k<Word>,所以上一個例子也可以寫成這樣:\b(?<Word>\w+)\b\s+\k<Word>\b。

自定義組名還有另外一個好處,在我們的C#程序中,如果需要得到分組的值,我們就可以很明確的使用我們定義的分組的名字來得到,而不必使用下標。

當我們并不想使用后向引用時,是不需要捕獲組記憶任何東西的,這種情況下就可以利用(?:nocapture)語法來主動地告訴正則表達式引擎,不要把圓括號的內(nèi)容當作捕獲組,以便提高效率。

 零寬斷言

在前面的元字符介紹中,我們已經(jīng)知道了有這樣一類字符,可以匹配一句話的開始、結(jié)束(^ $)或者匹配一個單詞的開始、結(jié)束(\b)。這些元字符只匹配一個位置,指定這個位置滿足一定的條件,而不是匹配某些字符,因此,它們被成為 零寬斷言。所謂零寬,指的是它們不與任何字符相匹配,而匹配一個位置;所謂斷言,指的是一個判斷。正則表達式中只有當斷言為真時才會繼續(xù)進行匹配。

在有些時候,我們精確的匹配一個位置,而不僅僅是句子或者單詞,這就需要我們自己寫出斷言來進行匹配。下面是斷言的語法:

斷言語法

說明

(?=pattern)

前向肯定斷言,匹配pattern前面的位置

(?!pattern)

前向否定斷言,匹配后面不是pattern的位置

(?<=pattern)

后向肯定斷言,匹配pattern后面的位置

(?<!pattern)

后向否定斷言,匹配前面不是pattern的位置

表3、斷言的語法及說明

很難理解嗎?我們來看一個例子。

有一個標簽:<book>,我們想要得到標簽<book>的標簽名(book),這個時候,我們就可以使用斷言來處理??聪旅孢@個表達式:(?<=\<)(?<tag>\w*)(?=\>) ,使用這個表達式,可以匹配< 和 >之間的字符,也就是這里的book。使用斷言還還可以寫出更加復雜的表達式,這里就不再舉例了。

還有一點非常重要,就是斷言語法所使用的圓括號并不作為捕獲組,所以不能使用編號或命名來對它進行引用。

 貪婪與懶惰

當正則表達式中包含能接受重復的限定符時,通常的行為是(在使整個表達式能得到匹配的前提下)匹配盡可能多的字符。來看一下這個表達式:a\w*b ,用它來匹配字符串 aabab 時,得到的匹配結(jié)果是 aabab 。這種匹配被稱為貪婪匹配。

有些時候,我們希望讓它盡可能的少重復,即用上面的例子得到的匹配結(jié)果是 aab,這時我們就要使用懶惰匹配。懶惰匹配需要在重復限定符的后面添加一個 ? 符號,上面的表達式就可以寫成:a\w*?b 我們再來匹配字符串 aabab時,得到的匹配結(jié)果是 aab 和 ab 。

也許這個時候你要問,ab 比aab重復次數(shù)更少,為什么不先匹配ab呢?其實在正則表達式中還有比貪婪/懶惰優(yōu)先級更高的規(guī)則:最先開始的匹配擁有最高的優(yōu)先權(quán)——The match that begins earliest wins。

 注釋

語法:(?#comment)

   例如:2[0-4]\d(?#200-249)|25[0-5](?#250-255)|[01]?\d\d?(?#0-199)

   注意:如果使用注釋,則需要格外注意不要在注釋的小括號前面出現(xiàn)空格、換行符等一些字符,如果可以忽略這些字符,則最好使用“忽略模式里的空白符”選項,即C#中RegexOptions枚舉的IgnorePatternWhitespace選項(C#中的RegexOptions枚舉下面將會提到)。

 C#中的處理選項

在C#中,可以使用RegexOptions 枚舉來選擇C#對正則表達式的處理方式。下面是MSDN中RegexOptions 枚舉的成員介紹:

 C#中Capture類、Group類、Match類

Capture類:表示單個子表達式捕獲中的結(jié)果。Capture類表示單個成功捕獲中的一個子字符串。該類沒有公共構(gòu)造函數(shù),可以從Group類或者Match類中得到一個Capture類的對象集合。Capture類有三個常用屬性,分別是Index、Length和Value。Index表示捕獲的子字符串的第一個字符的位置。Length表示捕獲的子字符串的長度,Value表示捕獲的子字符串。

Group類:表示正則表達式中分組的信息。該類提供了對分組匹配的正則表達式的支持。該類沒有公共構(gòu)造函數(shù)。可以從Match類中得到一個Group類的集合。如果正則表達式中的分組已命名,則可以使用名字對其進行訪問,如果沒有命名,則可以采用下標訪問。注意:每一個Match的Groups集合中的第0個元素(Groups[0])都是這個Match捕獲的字符串,也是Capture的Value。

Match類:表示單個正則表達式匹配的結(jié)果。該類同樣沒有公共構(gòu)造函數(shù),可以從Regex類的Match()方法得到該類的一個實例,也可以使用Regex類的Matches()方法得到給類的一個集合。

這三個類都能表示單個正則表達式匹配的結(jié)果,但Match類得到的更為詳細,包含捕獲和分組信息。所以,Match類在這個三個類中是最常用的。

以上就是本文的全部內(nèi)容,希望對大家的學習有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。

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