一、概述
正则表达式，又称规则表达式。（英语：Regular Expression，在代码中常简写为regex、regexp或RE），计算机科学的一个概念。正则表达式通常被用来检索、替换那些符合某个模式(规则)的文本。
许多程序设计语言都支持利用正则表达式进行字符串操作。例如，在Perl中就内建了一个功能强大的正则表达式引擎。正则表达式这个概念最初是由Unix中的工具软件（例如sed和grep）普及开的。正则表达式通常缩写成“regex”，单数有regexp、regex，复数有regexps、regexes、regexen。
二、符号
正则表达式由一些普通字符和一些元字符（metacharacters）组成。普通字符包括大小写的字母和数字，而元字符则具有特殊的含义，我们下面会给予解释。
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"testing123"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 |
|---|---|
\ | 将下一个字符标记符、或一个向后引用、或一个八进制转义符。例如，“\\n”匹配\n。“\n”匹配换行符。序列“\\”匹配“\”而“\(”则匹配“(”。即相当于多种编程语言中都有的“转义字符”的概念。 |
^ | 匹配输入字行首。如果设置了RegExp对象的Multiline属性，^也匹配“\n”或“\r”之后的位置。 |
$ | 匹配输入行尾。如果设置了RegExp对象的Multiline属性，$也匹配“\n”或“\r”之前的位置。 |
* | 匹配前面的子表达式任意次。例如，zo*能匹配“z”，也能匹配“zo”以及“zoo”。*等价于{0,}。 |
+ | 匹配前面的子表达式一次或多次(大于等于1次）。例如，“zo+”能匹配“zo”以及“zoo”，但不能匹配“z”。+等价于{1,}。 |
? | 匹配前面的子表达式零次或一次。例如，“do(es)?”可以匹配“do”或“does”。?等价于{0,1}。 |
{n} | n是一个非负整数。匹配确定的n次。例如，“o{2}”不能匹配“Bob”中的“o”，但是能匹配“food”中的两个o。 |
{n,} | n是一个非负整数。至少匹配n次。例如，“o{2,}”不能匹配“Bob”中的“o”，但能匹配“foooood”中的所有o。“o{1,}”等价于“o+”。“o{0,}”则等价于“o*”。 |
{n,m} | m和n均为非负整数，其中n<=m。最少匹配n次且最多匹配m次。例如，“o{1,3}”将匹配“fooooood”中的前三个o为一组，后三个o为一组。“o{0,1}”等价于“o?”。请注意在逗号和两个数之间不能有空格。 |
? | 当该字符紧跟在任何一个其他限制符（*,+,?，{n}，{n,}，{n,m}）后面时，匹配模式是非贪婪的。非贪婪模式尽可能少地匹配所搜索的字符串，而默认的贪婪模式则尽可能多地匹配所搜索的字符串。例如，对于字符串“oooo”，“o+”将尽可能多地匹配“o”，得到结果[“oooo”]，而“o+?”将尽可能少地匹配“o”，得到结果 ['o', 'o', 'o', 'o']。 |
.点 | 匹配除“\n”和"\r"之外的任何单个字符。要匹配包括“\n”和"\r"在内的任何字符，请使用像“[\s\S]”的模式。 |
(pattern) | 匹配pattern并获取这一匹配。所获取的匹配可以从产生的Matches集合得到，在VBScript中使用SubMatches集合，在JScript中则使用$0…$9属性。要匹配圆括号字符，请使用“\(”或“\)”。 |
(?:pattern) | 非获取匹配，匹配pattern但不获取匹配结果，不进行存储供以后使用。这在使用或字符“(|)”来组合一个模式的各个部分时很有用。例如“industr(?:y|ies)”就是一个比“industry|industries”更简略的表达式。 |
(?=pattern) | 非获取匹配，正向肯定预查，在任何匹配pattern的字符串开始处匹配查找字符串，该匹配不需要获取供以后使用。例如，“Windows(?=95|98|NT|2000)”能匹配“Windows2000”中的“Windows”，但不能匹配“Windows3.1”中的“Windows”。预查不消耗字符，也就是说，在一个匹配发生后，在最后一次匹配之后立即开始下一次匹配的搜索，而不是从包含预查的字符之后开始。 |
(?!pattern) | 非获取匹配，正向否定预查，在任何不匹配pattern的字符串开始处匹配查找字符串，该匹配不需要获取供以后使用。例如“Windows(?!95|98|NT|2000)”能匹配“Windows3.1”中的“Windows”，但不能匹配“Windows2000”中的“Windows”。 |
(?<=pattern) | 非获取匹配，反向肯定预查，与正向肯定预查类似，只是方向相反。例如，“(?<=95|98|NT|2000)Windows”能匹配“2000Windows”中的“Windows”，但不能匹配“3.1Windows”中的“Windows”。 *python的正则表达式没有完全按照正则表达式规范实现，所以一些高级特性建议使用其他语言如java、scala等。 |
(?<!pattern) | 非获取匹配，反向否定预查，与正向否定预查类似，只是方向相反。例如“(?<!95|98|NT|2000)Windows”能匹配“3.1Windows”中的“Windows”，但不能匹配“2000Windows”中的“Windows”。 *python的正则表达式没有完全按照正则表达式规范实现，所以一些高级特性建议使用其他语言如java、scala等。 |
x|y | 匹配x或y。例如，“z|food”能匹配“z”或“food”(此处请谨慎)。“[z|f]ood”则匹配“zood”或“food”。 |
[xyz] | 字符集合。匹配所包含的任意一个字符。例如，“[abc]”可以匹配“plain”中的“a”。 |
[^xyz] | 负值字符集合。匹配未包含的任意字符。例如，“[^abc]”可以匹配“plain”中的“plin”任一字符。 |
[a-z] | 字符范围。匹配指定范围内的任意字符。例如，“[a-z]”可以匹配“a”到“z”范围内的任意小写字母字符。 注意:只有连字符在字符组内部时,并且出现在两个字符之间时,才能表示字符的范围; 如果出字符组的开头,则只能表示连字符本身。 |
[^a-z] | 负值字符范围。匹配任何不在指定范围内的任意字符。例如，“[^a-z]”可以匹配任何不在“a”到“z”范围内的任意字符。 |
\b | 匹配一个单词的边界，也就是指单词和空格间的位置（即正则表达式的“匹配”有两种概念，一种是匹配字符，一种是匹配位置，这里的\b就是匹配位置的）。例如，“er\b”可以匹配“never”中的“er”，但不能匹配“verb”中的“er”；“\b1_”可以匹配“1_23”中的“1_”，但不能匹配“21_3”中的“1_”。 |
\B | 匹配非单词边界。“er\B”能匹配“verb”中的“er”，但不能匹配“never”中的“er”。 |
\cx | 匹配由x指明的控制字符。例如，\cM匹配一个Control-M或回车符。x的值必须为A-Z或a-z之一。否则，将c视为一个原义的“c”字符。 |
\d | 匹配一个数字字符。等价于[0-9]。grep 要加上-P，perl正则支持。 |
\D | 匹配一个非数字字符。等价于[^0-9]。grep要加上-P，perl正则支持。 |
\f | 匹配一个换页符。等价于\x0c和\cL。 |
\n | 匹配一个换行符。等价于\x0a和\cJ。 |
\r | 匹配一个回车符。等价于\x0d和\cM。 |
\s | 匹配任何不可见字符，包括空格、制表符、换页符等等。等价于[ \f\n\r\t\v]。 |
\S | 匹配任何可见字符。等价于[^ \f\n\r\t\v]。 |
\t | 匹配一个制表符。等价于\x09和\cI。 |
\v | 匹配一个垂直制表符。等价于\x0b和\cK。 |
\w | 匹配包括下划线的任何单词字符。类似但不等价于“[A-Za-z0-9_]”，这里的"单词"字符使用Unicode字符集。 |
\W | 匹配任何非单词字符。等价于“[^A-Za-z0-9_]”。 |
\xn | 匹配n，其中n为十六进制转义值。十六进制转义值必须为确定的两个数字长。例如，“\x41”匹配“A”。“\x041”则等价于“\x04&1”。正则表达式中可以使用ASCII编码。 |
\num | 匹配num，其中num是一个正整数。对所获取的匹配的引用。例如，“(.)\1”匹配两个连续的相同字符。 |
\n | 标识一个八进制转义值或一个向后引用。如果\n之前至少n个获取的子表达式，则n为向后引用。否则，如果n为八进制数字（0-7），则n为一个八进制转义值。 |
\nm | 标识一个八进制转义值或一个向后引用。如果\nm之前至少有nm个获得子表达式，则nm为向后引用。如果\nm之前至少有n个获取，则n为一个后跟文字m的向后引用。如果前面的条件都不满足，若n和m均为八进制数字（0-7），则\nm将匹配八进制转义值nm。 |
\nml | 如果n为八进制数字（0-7），且m和l均为八进制数字（0-7），则匹配八进制转义值nml。 |
\un | 匹配n，其中n是一个用四个十六进制数字表示的Unicode字符。例如，\u00A9匹配版权符号（©）。 |
\p{P} | 小写 p 是 property 的意思，表示 Unicode 属性，用于 Unicode 正表达式的前缀。中括号内的“P”表示Unicode 字符集七个字符属性之一：标点字符。 其他六个属性： L：字母； M：标记符号（一般不会单独出现）； Z：分隔符（比如空格、换行等）； S：符号（比如数学符号、货币符号等）； N：数字（比如阿拉伯数字、罗马数字等）； C：其他字符。 *注：此语法部分语言不支持，例：javascript。 |
\< \> | 匹配词（word）的开始（\<）和结束（\>）。例如正则表达式\<the\>能够匹配字符串"for the wise"中的"the"，但是不能匹配字符串"otherwise"中的"the"。注意：这个元字符不是所有的软件都支持的。 |
( ) | 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。 |
最简单的元字符是点，它能够匹配任何单个字符（注意不包括换行符）。假定有个文件test.txt包含以下几行内容：
cat
cot
cut
coat
cute如果我们使用以下正则表达式：
grep "c.t" test.txt输出结果：
cat
cot
cut解释：
c.t表示 “以c开头，以t结尾，中间任意一个字符”；因此，
cat、cot、cut都能匹配；而
coat、cute不符合（因为它们中间有两个字符）。
三、速记理解技巧
. | [ ] | ^ | $ |
四个字符是所有语言都支持的正则表达式，所以这四个是基础的正则表达式。正则难理解因为里面有一个等价的概念，这个概念大大增加了理解难度，让很多初学者看起来会懵，如果把等价都恢复成原始写法，自己书写正则就超级简单了，就像说话一样去写你的正则了：
等价：
等价是等同于的意思，表示同样的功能，用不同符号来书写。
?,*,+,\d,\w 都是等价字符
?等价于匹配长度{0,1}
*等价于匹配长度{0,}
+等价于匹配长度{1,}
\d等价于[0-9]
\D等价于[^0-9]
\w等价于[A-Za-z_0-9]
\W等价于[^A-Za-z_0-9]。
常用运算符与表达式：
^ 开始
（） 域段
[] 包含,默认是一个字符长度
[^] 不包含,默认是一个字符长度
{n,m} 匹配长度
. 任何单个字符(\. 字符点)
| 或
\ 转义
$ 结尾
[A-Z] 26个大写字母
[a-z] 26个小写字母
[0-9] 0至9数字
[A-Za-z0-9] 26个大写字母、26个小写字母和0至9数字
， 分割
分割语法：
[A,H,T,W] 包含A或H或T或W字母
[a,h,t,w] 包含a或h或t或w字母
[0,3,6,8] 包含0或3或6或8数字
语法与释义：
基础语法 "^([]{})([]{})([]{})$"
正则字符串 = "开始（[包含内容]{长度}）（[包含内容]{长度}）（[包含内容]{长度}）结束"
?,*,+,\d,\w 这些都是简写的,完全可以用[]和{}代替，在(?:)(?=)(?!)(?<=)(?<!)(?i)(*?)(+?)这种特殊组合情况下除外。
初学者可以忽略?,*,+,\d,\w一些简写标示符，学会了基础使用再按表自己去等价替换
实例：
字符串；tel:086-0666-88810009999
原始正则："^tel:[0-9]{1,3}-[0][0-9]{2,3}-[0-9]{8,11}$"
速记理解：开始 "tel:普通文本"[0-9数字]{1至3位}"-普通文本"[0数字][0-9数字]{2至3位}"-普通文本"[0-9数字]{8至11位} 结束"
等价简写后正则写法："^tel:\d{1,3}-[0]\d{2,3}-\d{8,11}$" ，简写语法不是所有语言都支持。
四、校验数字的表达式
1. 数字：^[0-9]*$
2. n位的数字：^\d{n}$
3. 至少n位的数字：^\d{n,}$
4. m-n位的数字：^\d{m,n}$
5. 零和非零开头的数字：^(0|[1-9][0-9]*)$
6. 非零开头的最多带两位小数的数字：^([1-9][0-9]*)+(.[0-9]{1,2})?$
7. 带1-2位小数的正数或负数：^(\-)?\d+(\.\d{1,2})?$
8. 正数、负数、和小数：^(\-|\+)?\d+(\.\d+)?$
9. 有两位小数的正实数：^[0-9]+(.[0-9]{2})?$
10. 有1~3位小数的正实数：^[0-9]+(.[0-9]{1,3})?$
11. 非零的正整数：^[1-9]\d*$ 或 ^([1-9][0-9]*){1,3}$ 或 ^\+?[1-9][0-9]*$
12. 非零的负整数：^\-[1-9][]0-9"*$ 或 ^-[1-9]\d*$
13. 非负整数：^\d+$ 或 ^[1-9]\d*|0$
14. 非正整数：^-[1-9]\d*|0$ 或 ^((-\d+)|(0+))$
15. 非负浮点数：^\d+(\.\d+)?$ 或 ^[1-9]\d*\.\d*|0\.\d*[1-9]\d*|0?\.0+|0$
16. 非正浮点数：^((-\d+(\.\d+)?)|(0+(\.0+)?))$ 或 ^(-([1-9]\d*\.\d*|0\.\d*[1-9]\d*))|0?\.0+|0$
17. 正浮点数：^[1-9]\d*\.\d*|0\.\d*[1-9]\d*$ 或 ^(([0-9]+\.[0-9]*[1-9][0-9]*)|([0-9]*[1-9][0-9]*\.[0-9]+)|([0-9]*[1-9][0-9]*))$
18. 负浮点数：^-([1-9]\d*\.\d*|0\.\d*[1-9]\d*)$ 或 ^(-(([0-9]+\.[0-9]*[1-9][0-9]*)|([0-9]*[1-9][0-9]*\.[0-9]+)|([0-9]*[1-9][0-9]*)))$
19. 浮点数：^(-?\d+)(\.\d+)?$ 或 ^-?([1-9]\d*\.\d*|0\.\d*[1-9]\d*|0?\.0+|0)$
五、校验字符的表达式
1. 汉字：^[\u4e00-\u9fa5]{0,}$
2. 英文和数字：^[A-Za-z0-9]+$ 或 ^[A-Za-z0-9]{4,40}$
3. 长度为3-20的所有字符：^.{3,20}$
4. 由26个英文字母组成的字符串：^[A-Za-z]+$
5. 由26个大写英文字母组成的字符串：^[A-Z]+$
6. 由26个小写英文字母组成的字符串：^[a-z]+$
7. 由数字和26个英文字母组成的字符串：^[A-Za-z0-9]+$
8. 由数字、26个英文字母或者下划线组成的字符串：^\w+$ 或 ^\w{3,20}$
9. 中文、英文、数字包括下划线：^[\u4E00-\u9FA5A-Za-z0-9_]+$
10. 中文、英文、数字但不包括下划线等符号：^[\u4E00-\u9FA5A-Za-z0-9]+$ 或 ^[\u4E00-\u9FA5A-Za-z0-9]{2,20}$
11. 可以输入含有^%&',;=?$\"等字符：[^%&',;=?$\x22]+ 12 禁止输入含有~的字符：[^~\x22]+
六、特殊需求表达式
1. Email地址：^\w+([-+.]\w+)*@\w+([-.]\w+)*\.\w+([-.]\w+)*$
2. 域名：[a-zA-Z0-9][-a-zA-Z0-9]{0,62}(/.[a-zA-Z0-9][-a-zA-Z0-9]{0,62})+/.?
3. InternetURL：[a-zA-z]+://[^\s]* 或 ^http://([\w-]+\.)+[\w-]+(/[\w-./?%&=]*)?$
4. 手机号码：^(13[0-9]|14[5|7]|15[0|1|2|3|5|6|7|8|9]|18[0|1|2|3|5|6|7|8|9])\d{8}$
5. 电话号码("XXX-XXXXXXX"、"XXXX-XXXXXXXX"、"XXX-XXXXXXX"、"XXX-XXXXXXXX"、"XXXXXXX"和"XXXXXXXX)：^(\(\d{3,4}-)|\d{3.4}-)?\d{7,8}$
6. 国内电话号码(0511-4405222、021-87888822)：\d{3}-\d{8}|\d{4}-\d{7}
7. 身份证号(15位、18位数字)：^\d{15}|\d{18}$
8. 短身份证号码(数字、字母x结尾)：^([0-9]){7,18}(x|X)?$ 或 ^\d{8,18}|[0-9x]{8,18}|[0-9X]{8,18}?$
9. 帐号是否合法(字母开头，允许5-16字节，允许字母数字下划线)：^[a-zA-Z][a-zA-Z0-9_]{4,15}$
10. 密码(以字母开头，长度在6~18之间，只能包含字母、数字和下划线)：^[a-zA-Z]\w{5,17}$
11. 强密码(必须包含大小写字母和数字的组合，不能使用特殊字符，长度在8-10之间)：^(?=.*\d)(?=.*[a-z])(?=.*[A-Z]).{8,10}$
12. 日期格式：^\d{4}-\d{1,2}-\d{1,2}
13. 一年的12个月(01～09和1～12)：^(0?[1-9]|1[0-2])$
14. 一个月的31天(01～09和1～31)：^((0?[1-9])|((1|2)[0-9])|30|31)$
15. 钱的输入格式：
16. 1.有四种钱的表示形式我们可以接受:"10000.00" 和 "10,000.00", 和没有 "分" 的 "10000" 和 "10,000"：^[1-9][0-9]*$
17. 2.这表示任意一个不以0开头的数字,但是,这也意味着一个字符"0"不通过,所以我们采用下面的形式：^(0|[1-9][0-9]*)$
18. 3.一个0或者一个不以0开头的数字.我们还可以允许开头有一个负号：^(0|-?[1-9][0-9]*)$
19. 4.这表示一个0或者一个可能为负的开头不为0的数字.让用户以0开头好了.把负号的也去掉,因为钱总不能是负的吧.下面我们要加的是说明可能的小数部分：^[0-9]+(.[0-9]+)?$
20. 5.必须说明的是,小数点后面至少应该有1位数,所以"10."是不通过的,但是 "10" 和 "10.2" 是通过的：^[0-9]+(.[0-9]{2})?$
21. 6.这样我们规定小数点后面必须有两位,如果你认为太苛刻了,可以这样：^[0-9]+(.[0-9]{1,2})?$
22. 7.这样就允许用户只写一位小数.下面我们该考虑数字中的逗号了,我们可以这样：^[0-9]{1,3}(,[0-9]{3})*(.[0-9]{1,2})?$
23 8.1到3个数字,后面跟着任意个 逗号+3个数字,逗号成为可选,而不是必须：^([0-9]+|[0-9]{1,3}(,[0-9]{3})*)(.[0-9]{1,2})?$
24. 备注：这就是最终结果了,别忘了"+"可以用"*"替代如果你觉得空字符串也可以接受的话(奇怪,为什么?)最后,别忘了在用函数时去掉去掉那个反斜杠,一般的错误都在这里
25. xml文件：^([a-zA-Z]+-?)+[a-zA-Z0-9]+\\.[x|X][m|M][l|L]$
26. 中文字符的正则表达式：[\u4e00-\u9fa5]
27. 双字节字符：[^\x00-\xff] (包括汉字在内，可以用来计算字符串的长度(一个双字节字符长度计2，ASCII字符计1))
28. 空白行的正则表达式：\n\s*\r (可以用来删除空白行)
29. HTML标记的正则表达式：<(\S*?)[^>]*>.*?</\1>|<.*? /> (网上流传的版本太糟糕，上面这个也仅仅能部分，对于复杂的嵌套标记依旧无能为力)
30. 首尾空白字符的正则表达式：^\s*|\s*$或(^\s*)|(\s*$) (可以用来删除行首行尾的空白字符(包括空格、制表符、换页符等等)，非常有用的表达式)
31. 腾讯QQ号：[1-9][0-9]{4,} (腾讯QQ号从10000开始)
32. 中国邮政编码：[1-9]\d{5}(?!\d) (中国邮政编码为6位数字)
33. IP地址：\d+\.\d+\.\d+\.\d+ (提取IP地址时有用)
34. IP地址：((?:(?:25[0-5]|2[0-4]\\d|[01]?\\d?\\d)\\.){3}(?:25[0-5]|2[0-4]\\d|[01]?\\d?\\d))
七、实战示例
#include
#include
#include // 正则表达式库
int main()
{// 定义正则表达式std::regex string_reg("[1-9](\\d{5,11})");// 定义待测试表达式std::string strtest("123456");// 用于存储匹配结果的容器std::smatch matchresults;// 正则匹配if (std::regex_match(strtest, matchresults, string_reg)){std::cout << "Match:" << std::endl;// 输出表达式结果for (size_t i = 0; i < matchresults.size(); i++){std::cout << matchresults[i] << std::endl;}}else{std::cout << "Not Match:" << std::endl;}return 0;
} 运行结果：
Match:
123456
23456八、总结
正则表达式的核心是“字符 + 限定符 + 位置”；
理解等价简写，能让正则变得“像自然语言一样读懂”；
编写时建议先用简单规则测试，通过后逐步完善。
