C# 正则表达式 (regexp)
正则表达式，又称规则表达式（Regular Expression，在代码中常简写为 regex、regexp 或 RE ）。
正则表通常被用来检索、替换那些符合某个模式(规则)的文本。
.NET 框架提供强大的正则表达式处理引擎。
定义正则表达式
正则表达式的各部分构成大体上可以分为以下几类：
- 字符转义
- 字符类
- 定位点
- 分组构造
- 限定符
- 反向引用构造
- 备用构造
- 替换
- 杂项构造
正则表达式模式
模式字符串使用特殊的语法来表示一个正则表达式：
- 字母和数字表示他们自身。一个正则表达式模式中的字母和数字匹配同样的字符串。
- 多数字母和数字前加一个反斜杠时会拥有不同的含义。
- 标点符号只有被转义时才匹配自身，否则它们表示特殊的含义。
- 反斜杠本身需要使用反斜杠转义。
由于正则表达式通常都包含反斜杠，所以你最好使用原始字符串来表示它们。模式元素(如 r'/t'，等价于'//t')匹配相应的特殊字符。
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。下面列出了所有的元字符和对它们的一个简短的描述。
字符转义
正则表达式中的反斜杠字符（\）指示其后跟的字符是特殊字符，或应按原义解释该字符。
下表列出了转义字符：
| 转义字符 | 描述 | 模式 | 匹配 |
|---|---|---|---|
| \a | 与报警 (bell) 符 \u0007 匹配。 | \a | "Warning!" + '\u0007' 中的 "\u0007" |
| \b | 在字符类中，与退格键 \u0008 匹配。 | [\b] | "\b\b\b\b" 中的 "\b\b\b\b" |
| \t | 与制表符 \u0009 匹配。 | (\w+)\t | "Name\tAddr\t" 中的 "Name\t" 和 "Addr\t" |
| \r | 与回车符 \u000D 匹配。（\r 与换行符 \n 不是等效的。） | \r\n(\w+) | "\r\Hello\nWorld." 中的 "\r\nHello" |
| \v | 与垂直制表符 \u000B 匹配。 | [\v] | "\v\v\v" 中的 "\v\v\v" |
| \f | 与换页符 \u000C 匹配。 | [\f] | "\f\f\f" 中的 "\f\f\f" |
| \n | 与换行符 \u000A 匹配。 | \r\n(\w+) | "\r\Hello\nWorld." 中的 "\r\nHello" |
| \e | 与转义符 \u001B 匹配。 | \e | "\x001B" 中的 "\x001B" |
| \ nnn | 使用八进制表示形式指定一个字符（nnn 由二到三位数字组成）。 | \w\040\w | "a bc d" 中的 "a b" 和 "c d" |
| \x nn | 使用十六进制表示形式指定字符（nn 恰好由两位数字组成）。 | \w\x20\w | "a bc d" 中的 "a b" 和 "c d" |
| *\c X \c x * | 匹配 X 或 x 指定的 ASCII 控件字符，其中 X 或 x 是控件字符的字母。 | \cC | "\x0003" 中的 "\x0003" (Ctrl-C) |
| \u nnnn | 使用十六进制表示形式匹配一个 Unicode 字符（由 nnnn 表示的四位数）。 | \w\u0020\w | "a bc d" 中的 "a b" 和 "c d" |
| * \ * | 在后面带有不识别的转义字符时，与该字符匹配。 | \d+[+-x*]\d+\d+[+-x*\d+ | "(2+2) * 39" 中的 "2+2" 和 "39" |
字符类
字符类与一组字符中的任何一个字符匹配。
下表列出了字符类：
| 字符类 | 描述 | 模式 | 匹配 |
|---|---|---|---|
| [character_group] | 匹配 character_group 中的任何单个字符。 默认情况下，匹配区分大小写。 | [mn] | "mat" 中的 "m"，"moon" 中的 "m" 和 "n" |
| [^character_group] | 非：与不在 character_group 中的任何单个字符匹配。 默认情况下，character_group 中的字符区分大小写。 | [^aei] | "avail" 中的 "v" 和 "l" |
| [ first - last ] | 字符范围：与从 first 到 last 的范围中的任何单个字符匹配。 | (\w+)\t | "Name\tAddr\t" 中的 "Name\t" 和 "Addr\t" |
| . | 通配符：与除 \n 之外的任何单个字符匹配。若要匹配原意句点字符（. 或 \u002E），您必须在该字符前面加上转义符 (.)。 | a.e | "have" 中的 "ave"， "mate" 中的 "ate" |
| \p{ name } | 与 name 指定的 Unicode 通用类别或命名块中的任何单个字符匹配。 | \p | "City Lights" 中的 "C" 和 "L" |
| \P{ name } | 与不在 name 指定的 Unicode 通用类别或命名块中的任何单个字符匹配。 | \P | "City" 中的 "i"、 "t" 和 "y" |
| \w | 与任何单词字符匹配。 | \w | "Room#1" 中的 "R"、 "o"、 "m" 和 "1" |
| \W | 与任何非单词字符匹配。 | \W | "Room#1" 中的 "#" |
| \s | 与任何空白字符匹配。 | \w\s | "ID A1.3" 中的 "D " |
| \S | 与任何非空白字符匹配。 | \s\S | "int __ctr" 中的 " _" |
| \d | 与任何十进制数字匹配。 | \d | "4 = IV" 中的 "4" |
| \D | 匹配不是十进制数的任意字符。 | \D | "4 = IV" 中的 " "、 "="、 " "、 "I" 和 "V" |
定位点
定位点或原子零宽度断言会使匹配成功或失败，具体取决于字符串中的当前位置，但它们不会使引擎在字符串中前进或使用字符。
下表列出了定位点：
| 断言 | 描述 | 模式 | 匹配 |
|---|---|---|---|
| ^ | 匹配必须从字符串或一行的开头开始。 | ^\d | "567-777-" 中的 "567" |
| $ | 匹配必须出现在字符串的末尾或出现在行或字符串末尾的 \n 之前。 | -\d | "8-12-2012" 中的 "-2012" |
| \A | 匹配必须出现在字符串的开头。 | \A\w | "Code-007-" 中的 "Code" |
| \Z | 匹配必须出现在字符串的末尾或出现在字符串末尾的 \n 之前。 | -\d | "Bond-901-007" 中的 "-007" |
| \z | 匹配必须出现在字符串的末尾。 | -\d | "-901-333" 中的 "-333" |
| \G | 匹配必须出现在上一个匹配结束的地方。 | \G(\d) | "(1)(3)(5)7" 中的 "(1)"、 "(3)" 和 "(5)" |
| \b | 匹配一个单词边界，也就是指单词和空格间的位置。 | er\b | 匹配"never"中的"er"，但不能匹配"verb"中的"er"。 |
| \B | 匹配非单词边界。 | er\B | 匹配"verb"中的"er"，但不能匹配"never"中的"er"。 |
分组构造
分组构造描述了正则表达式的子表达式，通常用于捕获输入字符串的子字符串。
下表列出了分组构造：
| 分组构造 | 描述 | 模式 | 匹配 |
|---|---|---|---|
| ( subexpression ) | 捕获匹配的子表达式并将其分配到一个从零开始的序号中。 | (\w)\1 | "deep" 中的 "ee" |
| (?< name >subexpression) | 将匹配的子表达式捕获到一个命名组中。 | (?< double>\w)\k< double> | "deep" 中的 "ee" |
| (?< name1 -name2 >subexpression) | 定义平衡组定义。 | (((?'Open'()[^()])+((?'Close-Open'))[^()])+)*(?(Open)(?!))$ | "3+2^((1-3)(3-1))" 中的 "((1-3)(3-1))" |
| (?: subexpression) | 定义非捕获组。 | Write(?:Line)? | "Console.WriteLine()" 中的 "WriteLine" |
| (?imnsx-imnsx:subexpression) | 应用或禁用 subexpression 中指定的选项。 | A\d | "A12xl A12XL a12xl" 中的 "A12xl" 和 "A12XL" |
| (?= subexpression) | 零宽度正预测先行断言。 | \w+(?=.) | "He is. The dog ran. The sun is out." 中的 "is"、 "ran" 和 "out" |
| (?! subexpression) | 零宽度负预测先行断言。 | \b(?!un)\w+\b | "unsure sure unity used" 中的 "sure" 和 "used" |
| (?< =subexpression) | 零宽度正回顾后发断言。 | (?<=19)\d | "1851 1999 1950 1905 2003" 中的 "99"、"50"和 "05" |
| (?< ! subexpression) | 零宽度负回顾后发断言。 | (?< !19)\d | "end sends endure lender" 中的 "ends" 和 "ender" |
| (?> subexpression) | 非回溯（也称为"贪婪"）子表达式。 | [13579](?>A+B+) | "1ABB 3ABBC 5AB 5AC" 中的 "1ABB"、 "3ABB" 和 "5AB" |
范例
using System; using System.Text.RegularExpressions; public class Example { public static void Main() { string input = "1851 1999 1950 1905 2017"; string pattern = @"(?<=19)\d{2}\b"; foreach (Match match in Regex.Matches(input, pattern)) Console.WriteLine(match.Value); } }
编译执行以上代码输出
99 50 05
限定符
限定符指定在输入字符串中必须存在上一个元素（可以是字符、组或字符类）的多少个范例才能出现匹配项。
限定符包括下表中列出的语言元素。
| 限定符 | 描述 | 模式 | 匹配 |
|---|---|---|---|
| *** | 匹配上一个元素零次或多次。 | \d*.\d | ".0"、 "19.9"、 "219.9" |
| + | 匹配上一个元素一次或多次。 | "be+" | "been" 中的 "bee"， "bent" 中的 "be" |
| ? | 匹配上一个元素零次或一次。 | "rai?n" | "ran"、 "rain" |
| { n } | 匹配上一个元素恰好 n 次。 | ",\d | "1,043.6" 中的 ",043"， "9,876,543,210" 中的 ",876"、 ",543" 和 ",210" |
| { n ,} | 匹配上一个元素至少 n 次。 | "\d | "166"、 "29"、 "1930" |
| { n , m } | 匹配上一个元素至少 n 次，但不多于 m 次。 | "\d | "166"， "17668"，"193024" 中的 "19302" |
| *? | 匹配上一个元素零次或多次，但次数尽可能少。 | \d*?.\d | ".0"、 "19.9"、 "219.9" |
| +? | 匹配上一个元素一次或多次，但次数尽可能少。 | "be+?" | "been" 中的 "be"， "bent" 中的 "be" |
| ?? | 匹配上一个元素零次或一次，但次数尽可能少。 | "rai??n" | "ran"、 "rain" |
| { n }? | 匹配前导元素恰好 n 次。 | ",\d | "1,043.6" 中的 ",043"， "9,876,543,210" 中的 ",876"、 ",543" 和 ",210" |
| { n ,}? | 匹配上一个元素至少 n 次，但次数尽可能少。 | "\d | "166"、 "29" 和 "1930" |
| { n , m }? | 匹配上一个元素的次数介于 n 和 m 之间，但次数尽可能少。 | "\d | "166"， "17668"， "193024" 中的 "193" 和 "024" |
反向引用构造
反向引用允许在同一正则表达式中随后标识以前匹配的子表达式。 下表列出了反向引用构造：
| 反向引用构造 | 描述 | 模式 | 匹配 |
|---|---|---|---|
| \ number | 反向引用。 匹配编号子表达式的值。 | (\w)\1 | "seek" 中的 "ee" |
| \k< name > | 命名反向引用。 匹配命名表达式的值。 | (?< char>\w)\k< char> | "seek" 中的 "ee" |
备用构造模式
备用构造用于修改正则表达式以启用 either/or 匹配。 下表列出了备用构造模式：
| 备用构造 | 描述 | 模式 | 匹配 |
|---|---|---|---|
| | | 匹配以竖线 (|) 字符分隔的任何一个元素。 | th(e|is|at) | "this is the day. " 中的 "the" 和 "this" |
| (?( expression )yes | no ) | 如果正则表达式模式由 expression 匹配指定，则匹配 yes；否则匹配可选的 no 部分。 expression 被解释为零宽度断言。 | (?(A)A\d | "A10 C103 910" 中的 "A10" 和 "910" |
| (?( name )yes | no ) | 如果 name 或已命名或已编号的捕获组具有匹配，则匹配 yes；否则匹配可选的 no。 | (?< quoted>")?(?(quoted).+?"|\S+\s) | "Dogs.jpg "Yiska playing.jpg"" 中的 Dogs.jpg 和 "Yiska playing.jpg" |
替换构造
替换是替换模式中使用的正则表达式。 下表列出了用于替换的字符：
| 字符 | 描述 | 模式 | 替换模式 | 输入字符串 | 结果字符串 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| $ number | 替换按组 number 匹配的子字符串。 | \b(\w+)(\s)(\w+)\b | $3$2$1 | "one two" | "two one" | ||
| ${ name } | 替换按命名组 name 匹配的子字符串。 | \b(?< word1>\w+)(\s)(?< word2>\w+)\b | $ | "one two" | "two one" | ||
| $$ | 替换字符"$"。 | \b(\d+)\s?USD | $$$1 | "103 USD" | "$103" | ||
| $& | 替换整个匹配项的一个副本。 | (\$(\d(.+\d+)?){1}) | **$& | "$1.30" | "$1.30" | ||
*$* |替换匹配前的输入字符串的所有文本。|B+|$ |
"AABBCC" | "AAAACC" | |||||
| $' | 替换匹配后的输入字符串的所有文本。 | B+ | $' | "AABBCC" | "AACCCC" | ||
| $+ | 替换最后捕获的组。 | B+(C+) | $+ | "AABBCCDD" | AACCDD | ||
| $_ | 替换整个输入字符串。 | B+ | $_ | "AABBCC" | "AAAABBCCCC" |
杂项构造
下表列出了各种杂项构造：
| 构造 | 描述 | 范例 |
|---|---|---|
| (?imnsx-imnsx) | 在模式中间对诸如不区分大小写这样的选项进行设置或禁用。 | \bA(?i)b\w+\b 匹配 "ABA Able Act" 中的 "ABA" 和 "Able" |
| (?#注释) | 内联注释。该注释在第一个右括号处终止。 | \bA(?#匹配以A开头的单词)\w+\b |
| *# * [行尾] | 该注释以非转义的 # 开头，并继续到行的结尾。 | (?x)\bA\w+\b#匹配以 A 开头的单词 |
Regex 类
C# 提供了 Regex 类来操作正则表达式，包括匹配，查找，替换等操作，常用的各个方法的注释请看下表
| 方法 | 描述 |
|---|---|
| public bool IsMatch(string input) | 指示 Regex 构造函数中指定的正则表达式是否在指定的输入字符串中找到匹配项。 |
| public bool IsMatch(string input,int startat) | 指示 Regex 构造函数中指定的正则表达式是否在指定的输入字符串中找到匹配项，从字符串中指定的开始位置开始。 |
| public static bool IsMatch(string input,string pattern) | 指示指定的正则表达式是否在指定的输入字符串中找到匹配项。 |
| public MatchCollection Matches(string input) | 在指定的输入字符串中搜索正则表达式的所有匹配项。 |
| public string Replace(string input,string replacement) | 在指定的输入字符串中，把所有匹配正则表达式模式的所有匹配的字符串替换为指定的替换字符串。 |
| public string[] Split(string input) | 把输入字符串分割为子字符串数组，根据在 Regex 构造函数中指定的正则表达式模式定义的位置进行分割。 |
如需了解 Regex 类的完整的属性列表，请参阅微软的 C# 文档。
接下来我们来看看一些范例，演示如何使用正则表达式
范例 1
下面的范例用于查找以 t 开头的单词:
using System; using System.Text.RegularExpressions; namespace RegExApplication { class Program { private static void showMatch(string text, string expr) { Console.WriteLine("The Expression: " + expr); MatchCollection mc = Regex.Matches(text, expr); foreach (Match m in mc) { Console.WriteLine(m); } } static void Main(string[] args) { string str = "can you tell me "; Console.WriteLine("Matching words that start with 'T': "); showMatch(str, @"\bt\S*"); Console.ReadKey(); } } }
当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果:
Matching words that start with 't': The Expression: \bt\S* tell
范例 2
下面的范例用于查找以 m 开头以 e 结尾的单词:
using System; using System.Text.RegularExpressions; namespace RegExApplication { class Program { private static void showMatch(string text, string expr) { Console.WriteLine("The Expression: " + expr); MatchCollection mc = Regex.Matches(text, expr); foreach (Match m in mc) { Console.WriteLine(m); } } static void Main(string[] args) { string str = "make maze and manage to measure it"; Console.WriteLine("Matching words start with 'm' and ends with 'e':"); showMatch(str, @"\bm\S*e\b"); Console.ReadKey(); } } }
当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果:
Matching words start with 'm' and ends with 'e': The Expression: \bm\S*e\b make maze manage measure
范例 3
下面的范例演示了将一个以上空格替换成一个空格:
using System; using System.Text.RegularExpressions; namespace RegExApplication { class Program { static void Main(string[] args) { string input = "Hello 简单编程，hello World "; string pattern = "\\s+"; string replacement = " "; Regex rgx = new Regex(pattern); string result = rgx.Replace(input, replacement); Console.WriteLine("Original String: {0}", input); Console.WriteLine("Replacement String: {0}", result); Console.ReadKey(); } } }
当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果:
Original String: Hello 简单编程，hello World Replacement String: Hello 简单编程，hello World