重复

正则表达式第一件能做的事是能够匹配不定长的字符集，而这是其它能作用在字符串上的方法所不能做到的。 不过，如果那是正则表达式唯一的附加功能的话，那么它们也就不那么优秀了。它们的另一个功能就是你可以指定正则表达式的一部分的重复次数。

我们讨论的第一个重复功能的元字符是 *。* 并不匹配字母字符 "*"；相反，它指定前一个字符可以被匹配零次或更多次，而不是只有一次。

举个例子，ca*t 将匹配 "ct" (0 个 "a" 字符), "cat" (1 个 "a"), "caaat" (3 个 "a" 字符)等等。RE 引擎有各种来自 C 的整数类型大小的内部限制，以防止它匹配超过2亿个 "a" 字符；你也许没有足够的内存去建造那么大的字符串，所以将不会累计到那个限制。

象 * 这样地重复是“贪婪的”；当重复一个 RE 时，匹配引擎会试着重复尽可能多的次数。如果模式的後面部分没有被匹配，匹配引擎将退回并再次尝试更小的重复。

一步步的示例可以使它更加清晰。让我们考虑表达式 a[bcd]*b。它匹配字母 "a"，零个或更多个来自类 [bcd]中的字母，最後以 "b" 结尾。现在想一想该 RE 对字符串 "abcbd" 的匹配。

RE 的结尾部分现在可以到达了，它匹配 "abcb"。这证明了匹配引擎一开始会尽其所能进行匹配，如果没有匹配然後就逐步退回并反复尝试 RE 剩下来的部分。直到它退回尝试匹配 [bcd] 到零次为止，如果随後还是失败，那么引擎就会认为该字符串根本无法匹配 RE 。

另一个重复元字符是 +，表示匹配一或更多次。请注意 * 和 + 之间的不同；＊匹配零或更多次，所以根本就可以不出现，而 + 则要求至少出现一次。用同一个例子，ca+t 就可以匹配 "cat" (1 个 "a")， "caaat" (3 个 "a")， 但不能匹配 "ct"。

还有更多的限定符。问号 ? 匹配一次或零次；你可以认为它用于标识某事物是可选的。例如：home-?brew 匹配 "homebrew" 或 "home-brew"。

最复杂的重复限定符是 {m,n}，其中 m 和 n 是十进制整数。该限定符的意思是至少有 m 个重复，至多到 n 个重复。举个例子，a/{1,3}b 将匹配 "a/b"，"a//b" 和 "a///b"。它不能匹配 "ab" 因为没有斜杠，也不能匹配 "a////b" ，因为有四个。

你可以忽略 m 或 n；因为会为缺失的值假设一个合理的值。忽略 m 会认为下边界是 0，而忽略 n 的结果将是上边界为无穷大 -- 实际上是先前我们提到的 2 兆，但这也许同无穷大一样。

细心的读者也许注意到其他三个限定符都可以用这样方式来表示。 {0,} 等同于 *，{1,} 等同于 +，而{0,1}则与 ? 相同。如果可以的话，最好使用 *，+，或?。很简单因为它们更短也再容易懂。

使用正则表达式

现在我们已经看了一些简单的正则表达式，那么我们实际在 Python 中是如何使用它们的呢？ re 模块提供了一个正则表达式引擎的接口，可以让你将 REs 编译成对象并用它们来进行匹配。

编译正则表达式

正则表达式被编译成 `RegexObject` 实例，可以为不同的操作提供方法，如模式匹配搜索或字符串替换。

#!python
>>> import re
>>> p = re.compile('ab*')
>>> print p
<re.RegexObject instance at 80b4150>

re.compile() 也接受可选的标志参数，常用来实现不同的特殊功能和语法变更。我们稍後将查看所有可用的设置，但现在只举一个例子：

#!python
>>> p = re.compile('ab*', re.IGNORECASE)

RE 被做为一个字符串发送给 re.compile()。REs 被处理成字符串是因为正则表达式不是 Python 语言的核心部分，也没有为它创建特定的语法。（应用程序根本就不需要 REs，因此没必要包含它们去使语言说明变得臃肿不堪。）而 re 模块则只是以一个 C 扩展模块的形式来被 Python 包含，就象 socket 或 zlib 模块一样。

将 REs 作为字符串以保证 Python 语言的简洁，但这样带来的一个麻烦就是象下节标题所讲的。

反斜杠的麻烦

在早期规定中，正则表达式用反斜杠字符 ("\") 来表示特殊格式或允许使用特殊字符而不调用它的特殊用法。这就与 Python 在字符串中的那些起相同作用的相同字符产生了冲突。

让我们举例说明，你想写一个 RE 以匹配字符串 "\section"，可能是在一个 LATEX 文件查找。为了要在程序代码中判断，首先要写出想要匹配的字符串。接下来你需要在所有反斜杠和元字符前加反斜杠来取消其特殊意义。

简单地说，为了匹配一个反斜杠，不得不在 RE 字符串中写 '\\\\'，因为正则表达式中必须是 "\\"，而每个反斜杠按 Python 字符串字母表示的常规必须表示成 "\\"。在 REs 中反斜杠的这个重复特性会导致大量重复的反斜杠，而且所生成的字符串也很难懂。

解决的办法就是为正则表达式使用 Python 的 raw 字符串表示；在字符串前加个 "r" 反斜杠就不会被任何特殊方式处理，所以 r"\n" 就是包含"\" 和 "n" 的两个字符，而 "\n" 则是一个字符，表示一个换行。正则表达式通常在 Python 代码中都是用这种 raw 字符串表示。

执行匹配

一旦你有了已经编译了的正则表达式的对象，你要用它做什么呢？`RegexObject` 实例有一些方法和属性。这里只显示了最重要的几个，如果要看完整的列表请查阅 Library Refference。

如果没有匹配到的话，match() 和 search() 将返回 None。如果成功的话，就会返回一个 `MatchObject` 实例，其中有这次匹配的信息：它是从哪里开始和结束，它所匹配的子串等等。

你可以用采用人机对话并用 re 模块实验的方式来学习它。如果你有 Tkinter 的话，你也许可以考虑参考一下 Tools/scripts/redemo.py，一个包含在 Python 发行版里的示范程序。

首先，运行 Python 解释器，导入 re 模块并编译一个 RE：

#!python
Python 2.2.2 (#1, Feb 10 2003, 12:57:01)
>>> import re
>>> p = re.compile('[a-z]+')
>>> p
<_sre.SRE_Pattern object at 80c3c28>

现在，你可以试着用 RE 的 [a-z]+ 去匹配不同的字符串。一个空字符串将根本不能匹配，因为 + 的意思是 “一个或更多的重复次数”。 在这种情况下 match() 将返回 None，因为它使解释器没有输出。你可以明确地打印出 match() 的结果来弄清这一点。

#!python
>>> p.match("")
>>> print p.match("")
None

现在，让我们试着用它来匹配一个字符串，如 "tempo"。这时，match() 将返回一个 MatchObject。因此你可以将结果保存在变量里以便後面使用。

#!python
>>> m = p.match( 'tempo')
>>> print m
<_sre.SRE_Match object at 80c4f68>

现在你可以查询 `MatchObject` 关于匹配字符串的相关信息了。MatchObject 实例也有几个方法和属性；最重要的那些如下所示：

试试这些方法不久就会清楚它们的作用了：

#!python
>>> m.group()
'tempo'
>>> m.start(), m.end()
(0, 5)
>>> m.span()
(0, 5)

group() 返回 RE 匹配的子串。start() 和 end() 返回匹配开始和结束时的索引。span() 则用单个元组把开始和结束时的索引一起返回。因为匹配方法检查到如果 RE 在字符串开始处开始匹配，那幺 start() 将总是为零。然而， `RegexObject` 实例的 search 方法扫描下面的字符串的话，在这种情况下，匹配开始的位置就也许不是零了。

#!python
>>> print p.match('::: message')
None
>>> m = p.search('::: message') ; print m
<re.MatchObject instance at 80c9650>
>>> m.group()
'message'
>>> m.span()
(4, 11)

在实际程序中，最常见的作法是将 `MatchObject` 保存在一个变量里，然後检查它是否为 None，通常如下所示：

#!python
p = re.compile( ... )
m = p.match( 'string goes here' )
if m:
print 'Match found: ', m.group()
else:
print 'No match'

两个 `RegexObject` 方法返回所有匹配模式的子串。findall()返回一个匹配字符串行表：

#!python
>>> p = re.compile('\d+')
>>> p.findall('12 drummers drumming, 11 pipers piping, 10 lords a-leaping')
['12', '11', '10']

findall() 在它返回结果时不得不创建一个列表。在 Python 2.2中，也可以用 finditer() 方法。

#!python
>>> iterator = p.finditer('12 drummers drumming, 11 ... 10 ...')
>>> iterator
<callable-iterator object at 0x401833ac>
>>> for match in iterator:
...     print match.span()
...
(0, 2)
(22, 24)
(29, 31)