Regular Expressions(正则表达式，以下用RE称呼)对小弟来说一直都是神密的地带，看到一些网络上的大大，简单用RE就决解了某些文字的问题，小弟便兴起了学一学RE的想法，但小弟天生就比较懒一些，总希望看有没有些快速学习的方式，于是小弟又请出Google大神，藉由祂的神力，小弟在网络上找到了Jim Hollenhorst先生的文章，经过了阅读，小弟觉得真是不错，所以就做个小心得报告，跟Move-to.Net的朋友分享，希望能为各位大大带来一丁点在学习RE时的帮助。Jim Hollenhorst大大文章之网址如下，有需要的大大可直接连结。
The 30 Minute Regex Tutorial By Jim Hollenhorst
http://www.codeproject.com/useritems/RegexTutorial.asp
什么是RE?
想必各位大大在做文件查找的时侯都有使用过万用字符”*”，比如说想查找在Windows目录下所有的Word文件时，你可能就会用”*.doc”这样的方式来做查找，因为”*”所代表的是任意的字符。RE所做的就是类似这样的功能，但其功能更为强大。
写程序时，常需要比对字符串是否符合特定样式，RE最主要的功能就是来描述这特定的样式，因此可以将RE视为特定样式的描述式，举个例子来说，”\w+”所代表的就是任何字母与数字所组成的非空字符串(non-null string)。在.NET framework中提供了非常强大的类别库，藉此可以很轻易的使用RE来做文字的查找与取代、对复杂标头的译码及验证文字等工作。
学习RE最好的方式就是藉由例子亲自来做做看。Jim Hollenhorst大大也提供了一个工具程序Expresso(来杯咖啡吧)，来帮助我们学习RE，下载的网址是http://www.codeproject.com/useritems/RegexTutorial/ExpressoSetup2_1C.zip。
接下来，就让我们来体验一些例子吧。
一些简单的例子
假设要查找文章中Elvis后接有alive的文字符串的话，使用RE可能会经过下列的过程，括号是所下RE的意思：
1. elvis (查找elvis)
上述代表所要查找的字符顺序为elvis。在.NET中可以设定乎略字符的大小写，所以”Elvis”、”ELVIS”或者是”eLvIs”都是符合1所下的RE。但因为这只管字符出现的顺序为elvis，所以pelvis也是符合1所下的RE。可以用2的RE来改进。
2. \belvis\b (将elvis视为一整体的字查找，如elvis、Elvis乎略字符大小写时)
“\b”在RE中有特别的意思，在上述的例子中所指的就是字的边界，所以\belvis\b用\b把elvis的前后边界界定出来，也就是要elvis这个字。
假设要将同一行里elvis后接有alive的文字符串找出来，此时就会用到另外二个特别意义的字符”.”及”*”。”.”所代表就是除了换行字符的任意字符，而”*”所代表的是重复*之前项目直到找到符合RE的字符串。所以”.*”所指的就是除了换行字符外的任意数目的字符数。所以查找同一行里elvis后接有alive的文字符串找出来，则可下如3之RE。
3. \belvis\b.*\balive\b (查找elvis后面接有alive的文字符串，如elvis is alive)
用简单之特别字符就可以组成功能强大的RE，但也发现当使用越来越多的特别字符时，RE就会越来越难看得懂了。
再看看另外的例子
组成有效的电话号码
假使要从网页上收集顾客格式为xxx-xxxx的7位数字的电话号码，其中x是数字，RE可能会这样写。
4. \b\d\d\d-\d\d\d\d (查找七位数字之电话号码，如123-1234)
每一个\d代表一个数字。”-”则是一般的连字符号，为避免太多重复的\d，RE可以改写成如5的方式。
5. \b\d{3}-\d{4} (查找七位数字电话号码较好的方法，如123-1234)
在\d后的{3}，代表重复前一个项目三次，也就是相等于\d\d\d。
RE的学习及测试工具 Expresso
因为RE不易阅读及使用者容易会下错RE的特性，Jim大大开发了一个工具软件Expresso，用来帮助使用者学习及测试RE，除了上面所述的网址之外，也可以上Ultrapico网站(http://www.Ultrapico.com)。安装完Expresso后，在Expression Library中，Jim大大把文章的例子都建立在其中，可以边看文章边测试，也可以试着修改范例所下的RE，马上可以看到结果，小弟觉得非常好用。各位大大可以试试。
.NET中RE的基础概念
特殊字符
有些字符有特别的意义，比如之前所看到的”\b”、”.”、”*”、”\d”等。”\s”所代表的是任意空格符，比如说spaces、tabs、newlines等.。”\w”代表是任意字母或数字字符。
再看一些例子吧
6. \ba\w*\b (查找a开头的字，如able)
这RE描述要查找一个字的开始边界(\b)，再来是字母”a”，再加任意数目的字母数字(\w*)，再接结束这个字的结束边界(\b)。
7. \d+ (查找数字字符串)
“+”和”*”非常相似，除了+至少要重复前面的项目一次。也就是说至少有一个数字。
8. \b\w{6}\b (查找六个字母数字的字，如ab123c)
下表为RE常用的特殊字符
. 除了换行字符的任意字符
\w 任意字母数字字符
\s 任意空格符
\d 任意数字字符
\b 界定字的边界
^ 文章的开头，如”^The'' 用以表示出现于文章开头的字符串为”The”
$ 文章的结尾，如”End$”用以表示出现在文章的结尾为”End”
特殊字符”^”及”$”是用来查找某些字必需是文章的开头或结尾，这在验证输入是否符合某一样式时特别用有，比如说要验证七位数字的电话号码，可能会输入如下9的RE。
9. ^\d{3}-\d{4}$ (验证七位数字之电话号码)
这和第5个RE相同，但其前后都无其它的字符，也就是整串字符串只有这七个数字的电话号码。在.NET中如果设定Multiline这个选项，则”^”和”$”会每行进行比较，只要某行的开头结尾符合RE即可，而不是整个文章字符串做一次比较。
转意字符(Escaped characters)
有时可能会需要”^”、”$”单纯的字面意义(literal meaning)而不要将它们当成特殊字符，此时”\”字符就是用来移除特殊字符特别意义的字符，因此”\^”、”\.”、”\\”所代表的就是”^”、”.”、”\”的字面意义。
重复前述项目
在前面看过”{3}”及”*”可以用来重复前述字符，之后我们会看到如何用同样的语法重复整个次描述(subexpressions)。下表是使用重复前述项目的一些方式。
* 重复任意次数
+ 重复至少一次
? 重复零次或一次
{n} 重复n次
{n,m} 重复至少n次，但不超过m次
{n,} 重复至少n次
再来试一些例子吧
10. \b\w{5,6}\b (查找五个或六个字母数字字符的字，如as25d、d58sdf等)
11. \b\d{3}\s\d{3}-\d{4} (查找十个数字的电话号码，如800 123-1234)
12. \d{3}-\d{2}-\d{4} (查找社会保险号码，如 123-45-6789)
13. ^\w* (每行或整篇文章的第一个字)
在Espresso可试试有Multiline和没Multiline的不同。
匹配某范围的字符
有时需要查找某些特定的字符时怎么辨?这时中括号”[]”就派上了用场。因此[aeiou]所要查找的是”a”、”e”、”i”、”o”、”u”这些元音，[.?!]所要查找的是”.”、”?”、”!”这些符号，在中括号中的特殊字符的特别意义都会被移除，也就是解译成单纯的字面意义。也可以指定某些范围的字符，如”[a-z0-9]”，所指的就是任意小写字母或任意数字。
接下来再看一个比较初复杂查找电话号码的RE例子
14. \(?\d{3}[( ] \s?\d{3}[- ]\d{4} (查找十位数字之电话号码，如(080) 333-1234 )
这样的RE可查找出较多种格式的电话号码，如(080) 123-4567、511 254 6654等。”\(?”代表一个或零个左小括号”(“，而”[( ]”代表查找一个右小括号”)”或空格符，”\s?”指一个或零个空格符组。但这样的RE会将类似”800) 45-3321”这样的电话找出来，也就是括号没有对称平衡的问题，之后会学到择一(alternatives)来决解这样的问题。
不包含在某特定字符组里(Negation)
有时需要查找在包含在某特定字符组里的字符，下表说明如何做类似这样的描述。
\W 不是字母数字的任意字符
\S 不是空格符的任意字符
\D 不是数字字符的任意字符
\B 不在字边界的位置
[^x] 不是x的任意字符
[^aeiou] 不是a、e、i、o、u的任意字符
15. \S+ (不包含空格符的字符串)
择一(Alternatives)
有时会需要查找几个特定的选择，此时”|”这个特殊字符就派上用场了，举例来说，要查找五个数字及九个数字(有”-”号)的邮政编码。
16. \b\d{5}-\d{4}\b|\b\d{5}\b (查找五个数字及九个数字(有”-”号)的邮政编码)
在使用Alternatives时需要注意的是前后的次序，因为RE在Alternatives中会优先选择符合最左边的项目，16中，如果把查找五个数字的项目放在前面，则这RE只会找到五个数字的邮政编码。了解了择一，可将14做更好的修正。
17. (\(\d{3}\)|\d{3})\s?\d{3}[- ]\d{4} (十个数字的电话号码)
群组(Grouping)
括号可以用来介定一个次描述，经由次描述的介定，可以针对次描述做重复或及他的处理。
18. (\d{1,3}\.){3}\d{1,3} (寻找网络地址的简单RE)
此RE的意思第一个部分(\d{1,3}\.){3}，所指的是，数字最小一位最多三位，并且后面接有”.”符号，此类型的共有三个，之后再接一到三位的数字，也就是如192.72.28.1这样的数字。
但这样会有个缺点，因为网络地址数字最多只到255，但上述的RE只要是一到三位的数字都是符合的，所以这需要让比较的数字小于256才行，但只单独使用RE并无法做这样的比较。在19中使用择一来将地址的限制在所需要的范围内，也就是0到255。
19. ((2[0-4]\d|25[0-5]|[01]?\d\d?)\.){3}(2[0-4]\d|25[0-5]|[01]?\d\d?) (寻找网络地址)
有没有发觉RE越来越像外星人说的话了?就以简单的寻找网络地址，直接看RE都满难理解的哩。
Expresso Analyzer View
Expresso提供了一个功能，它可以将所下的RE变成树状的说明，一组组的分开说明，提供了一个好的除错环境。其它的功能，如部分符合(Partial Match只查找反白RE的部分)及除外符合(Exclude Match只不查找反白RE的部分)就留给各位大大试试啰。
当次描述用括号群组起来时，符合次描述的文字可用在之后的程序处理或RE本身。在预设的情型下，所符合的群组是由数字命名，由1开始，由顺序是由左至右，这自动群组命名，可在Expresso中的skeleton view或result view中看到。
Backreference是用来查找群组中抓取的符合文字所相同的文字。举例来说”\1”所指符合群组1所抓取的文字。
20. \b(\w+)\b\s*\1\b (寻找重复字，此处说的重复是指同样的字，中间有空白隔开如dog dog这样的字)
(\w+)会抓取至少一个字符的字母或数字的字，并将它命名为群组1，之后是查找任意空格符，再接和群组1相同的文字。
如果不喜欢群组自动命名的1，也可以自行命名，以上述例子为例，(\w+)改写为(?<Word>\w+)，这就是将所抓取的群组命名为Word，Backreference就要改写成为\k<Word>
21. \b(?<Word>\w+)\b\s*\k<Word>\b (使用自行命名群组抓取重复字)
使用括号还有许多特别的语法元素，比较通用的列表如下：
抓取(Captures)
(exp) 符合exp并抓取它进自动命名的群组
(?<name>exp) 符合exp并抓取它进命名的群组name
(?:exp) 符合exp，不抓取它
Lookarounds
(?=exp) 符合字尾为exp的文字
(?<=exp) 符合前缀为exp的文字
(?!exp) 符合后面没接exp字尾的文字
(?<!exp) 符合前面没接exp前缀的文字
批注Comment
(?#comment) 批注
Positive Lookaround
接下来要谈的是lookahead及lookbehind assertions。它们所查找的是目前符合之前或之后的文字，并不包含目前符合本身。这些就如同”^”及”\b”特殊字符，本身并不会对应任何文字(用来界定位置)，也因此称做是zero-width assertions，看些例子也许会清楚些。
(?=exp)是一个”zero-width positive lookahead assertion”。它指的就是符合字尾为exp的文字，但不包含exp本身。
22. \b\w+(?=ing\b) (字尾为ing的字，比如说filling所符合的就是fill)
(?<=exp)是一个”zero-width positive lookbehind assertion”。它指的就是符合前缀为exp的文字，但不包含exp本身。
23. (?<=\bre)\w+\b (前缀为re的字，比如说repeated所符合的就是peated)
24. (?<=\d)\d{3}\b (在字尾的三位数字，且之前接一位数字)
25. (?<=\s)\w+(?=\s) (由空格符分隔开的字母数字字符串)
Negative Lookaround
之前有提到，如何查找一个非特定或非在特定群组的字符。但如果只是要验证某字符不存在而不要对应这些字符进来呢?举个例子来说，假设要查找一个字，它的字母里有q但接下来的字母不是u，可以用下列的RE来做。
26. \b\w*q[^u]\w*\b (一个字，其字母里有q但接下来的字母不是u)
这样的RE会有一个问题，因为[^u]要对应一个字符，所以若q是字的最后一个字母，[^u]这样的下法就会将空格符对应下去，结果就有可能会符合二个字，比如说”Iraq haha”这样的文字。使用Negative Lookaround就能解决这样的问题。
27. \b\w*q(?!u)\w*\b (一个字，其字母里有q但接下来的字母不是u)
这是”zero-width negative lookahead assertion”。
28. \d{3}(?!\d) (三个位的数字，其后不接一个位数字)
同样的，可以使用(?<!exp)，”zero-width negative lookbehind assertion”，来符合前面没接exp前缀的文字符串。
29. (?<![a-z ])\w{7} (七个字母数字的字符串，其前面没接字母或空格)
30. (?<=<(\w+)>).*(?=<\/\1>) (HTML卷标间的文字)
这使用lookahead及lookbehind assertion来取出HTML间的文字，不包括HTML卷标。
请批注(Comments Please)
括号还有个特殊的用途就是用来包住批注，语法为”(?#comment)”，若设定”Ignore Pattern Whitespace”选项，则RE中的空格符当RE使用时会乎略。此选项设定时，”#”之后的文字会乎略。
31. HTML卷标间的文字，加上批注
(?<= #查找前缀，但不包含它
<(\w+)> #HTML标签
) #结束查找前缀
.*
