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【摘要】本節(jié)中，我們看一下正則表達式的相關用法。正則表達式是處理字符串的強大工具，它有自己特定的語法結(jié)構(gòu)，有了它，實現(xiàn)字符串的檢索、替換、匹配驗證都不在話下。

當然，對于爬蟲來說，有了它，從HTML里提取想要的信息就非常方便了。

1. 實例引入

說了這么多，可能我們對它到底是個什么還是比較模糊，下面就用幾個實例來看一下正則表達式的用法。

打開開源中國提供的正則表達式測試工具http://tool.oschina.net/regex/，輸入待匹配的文本，然后選擇常用的正則表達式，就可以得出相應的匹配結(jié)果了。例如，這里輸入待匹配的文本如下：

            
              Hello,?my?phone?number?is?010-86432100?and?email?is?cqc@cuiqingcai.com,?and?my?website?is?http://cuiqingcai.com.

這段字符串中包含了一個電話號碼和一個電子郵件，接下來就嘗試用正則表達式提取出來，如圖3-10所示。

圖3-10 運行頁面

在網(wǎng)頁右側(cè)選擇“匹配Email地址”，就可以看到下方出現(xiàn)了文本中的E-mail。如果選擇“匹配網(wǎng)址URL”，就可以看到下方出現(xiàn)了文本中的URL。是不是非常神奇？

其實，這里就是用了正則表達式匹配，也就是用一定的規(guī)則將特定的文本提取出來。比如，電子郵件開頭是一段字符串，然后是一個@符號，最后是某個域名，這是有特定的組成格式的。另外，對于URL，開頭是協(xié)議類型，然后是冒號加雙斜線，最后是域名加路徑。

對于URL來說，可以用下面的正則表達式匹配：

            
              [a-zA-z]+://[^\s]*

用這個正則表達式去匹配一個字符串，如果這個字符串中包含類似URL的文本，那就會被提取出來。

這個正則表達式看上去是亂糟糟的一團，其實不然，這里面都是有特定的語法規(guī)則的。比如，a-z代表匹配任意的小寫字母，\s表示匹配任意的空白字符，*就代表匹配前面的字符任意多個，這一長串的正則表達式就是這么多匹配規(guī)則的組合。

寫好正則表達式后，就可以拿它去一個長字符串里匹配查找了。不論這個字符串里面有什么，只要符合我們寫的規(guī)則，統(tǒng)統(tǒng)可以找出來。對于網(wǎng)頁來說，如果想找出網(wǎng)頁源代碼里有多少URL，用匹配URL的正則表達式去匹配即可。

上面我們說了幾個匹配規(guī)則，表3-2列出了常用的匹配規(guī)則。

表3-2 常用的匹配規(guī)則

看完了之后，可能有點暈暈的吧，不過不用擔心，后面我們會詳細講解一些常見規(guī)則的用法。

其實正則表達式不是Python獨有的，它也可以用在其他編程語言中。但是Python的re庫提供了整個正則表達式的實現(xiàn)，利用這個庫，可以在Python中使用正則表達式。在Python中寫正則表達式幾乎都用這個庫，下面就來了解它的一些常用方法。

2. match()

這里首先介紹第一個常用的匹配方法——match()，向它傳入要匹配的字符串以及正則表達式，就可以檢測這個正則表達式是否匹配字符串。

match()方法會嘗試從字符串的起始位置匹配正則表達式，如果匹配，就返回匹配成功的結(jié)果；如果不匹配，就返回None。示例如下：

            
              import re

content = 'Hello 123 4567 World_This is a Regex Demo'
print(len(content))
result = re.match('^Hello\s\d\d\d\s\d{4}\s\w{10}', content)
print(result)
print(result.group())
print(result.span())

運行結(jié)果如下：

            
              41
<_sre.SRE_Match object; span=(0, 25), match='Hello 123 4567 World_This'>
Hello 123 4567 World_This
(0, 25)

這里首先聲明了一個字符串，其中包含英文字母、空白字符、數(shù)字等。接下來，我們寫一個正則表達式：

            
              ^Hello\s\d\d\d\s\d{4}\s\w{10}

用它來匹配這個長字符串。開頭的^是匹配字符串的開頭，也就是以Hello開頭；然后\s匹配空白字符，用來匹配目標字符串的空格；\d匹配數(shù)字，3個\d匹配123；然后再寫1個\s匹配空格；后面還有4567，我們其實可以依然用4個\d來匹配，但是這么寫比較煩瑣，所以后面可以跟{4}以代表匹配前面的規(guī)則4次，也就是匹配4個數(shù)字；然后后面再緊接1個空白字符，最后\w{10}匹配10個字母及下劃線。我們注意到，這里其實并沒有把目標字符串匹配完，不過這樣依然可以進行匹配，只不過匹配結(jié)果短一點而已。

而在match()方法中，第一個參數(shù)傳入了正則表達式，第二個參數(shù)傳入了要匹配的字符串。

打印輸出結(jié)果，可以看到結(jié)果是SRE_Match對象，這證明成功匹配。該對象有兩個方法：group()方法可以輸出匹配到的內(nèi)容，結(jié)果是Hello 123 4567 World_This，這恰好是正則表達式規(guī)則所匹配的內(nèi)容；span()方法可以輸出匹配的范圍，結(jié)果是(0, 25)，這就是匹配到的結(jié)果字符串在原字符串中的位置范圍。

通過上面的例子，我們基本了解了如何在Python中使用正則表達式來匹配一段文字。

匹配目標

剛才我們用match()方法可以得到匹配到的字符串內(nèi)容，但是如果想從字符串中提取一部分內(nèi)容，該怎么辦呢？就像最前面的實例一樣，從一段文本中提取出郵件或電話號碼等內(nèi)容。

這里可以使用()括號將想提取的子字符串括起來。()實際上標記了一個子表達式的開始和結(jié)束位置，被標記的每個子表達式會依次對應每一個分組，調(diào)用group()方法傳入分組的索引即可獲取提取的結(jié)果。示例如下：

            
              import re

content = 'Hello 1234567 World_This is a Regex Demo'
result = re.match('^Hello\s(\d+)\sWorld', content)
print(result)
print(result.group())
print(result.group(1))
print(result.span())

這里我們想把字符串中的1234567提取出來，此時可以將數(shù)字部分的正則表達式用()括起來，然后調(diào)用了group(1)獲取匹配結(jié)果。

運行結(jié)果如下：

            
              <_sre.SRE_Match object; span=(0, 19), match='Hello 1234567 World'>
Hello 1234567 World
1234567
(0, 19)

可以看到，我們成功得到了1234567。這里用的是group(1)，它與group()有所不同，后者會輸出完整的匹配結(jié)果，而前者會輸出第一個被()包圍的匹配結(jié)果。假如正則表達式后面還有()包括的內(nèi)容，那么可以依次用group(2)、group(3)等來獲取。

通用匹配

剛才我們寫的正則表達式其實比較復雜，出現(xiàn)空白字符我們就寫\s匹配，出現(xiàn)數(shù)字我們就用\d匹配，這樣的工作量非常大。其實完全沒必要這么做，因為還有一個萬能匹配可以用，那就是.*（點星）。其中.（點）可以匹配任意字符（除換行符），*（星）代表匹配前面的字符無限次，所以它們組合在一起就可以匹配任意字符了。有了它，我們就不用挨個字符地匹配了。

接著上面的例子，我們可以改寫一下正則表達式：

            
              import re

content = 'Hello 123 4567 World_This is a Regex Demo'
result = re.match('^Hello.*Demo$', content)
print(result)
print(result.group())
print(result.span())

這里我們將中間部分直接省略，全部用.*來代替，最后加一個結(jié)尾字符串就好了。運行結(jié)果如下：

            
              <_sre.SRE_Match object; span=(0, 41), match='Hello 123 4567 World_This is a Regex Demo'>
Hello 123 4567 World_This is a Regex Demo
(0, 41)

可以看到，group()方法輸出了匹配的全部字符串，也就是說我們寫的正則表達式匹配到了目標字符串的全部內(nèi)容；span()方法輸出(0, 41)，這是整個字符串的長度。

因此，我們可以使用.*簡化正則表達式的書寫。

貪婪與非貪婪

使用上面的通用匹配.*時，可能有時候匹配到的并不是我們想要的結(jié)果。看下面的例子：

            
              import re

content = 'Hello 1234567 World_This is a Regex Demo'
result = re.match('^He.*(\d+).*Demo$', content)
print(result)
print(result.group(1))

這里我們依然想獲取中間的數(shù)字，所以中間依然寫的是(\d+)。而數(shù)字兩側(cè)由于內(nèi)容比較雜亂，所以想省略來寫，都寫成 .*。最后，組成^He.*(\d+).*Demo$，看樣子并沒有什么問題。我們看下運行結(jié)果：

            
              <_sre.SRE_Match object; span=(0, 40), match='Hello 1234567 World_This is a Regex Demo'>
7

奇怪的事情發(fā)生了，我們只得到了7這個數(shù)字，這是怎么回事呢？

這里就涉及一個貪婪匹配與非貪婪匹配的問題了。在貪婪匹配下，.*會匹配盡可能多的字符。正則表達式中.*后面是\d+，也就是至少一個數(shù)字，并沒有指定具體多少個數(shù)字，因此，.*就盡可能匹配多的字符，這里就把123456匹配了，給\d+留下一個可滿足條件的數(shù)字7，最后得到的內(nèi)容就只有數(shù)字7了。

但這很明顯會給我們帶來很大的不便。有時候，匹配結(jié)果會莫名其妙少了一部分內(nèi)容。其實，這里只需要使用非貪婪匹配就好了。非貪婪匹配的寫法是.*?，多了一個?，那么它可以達到怎樣的效果？我們再用實例看一下：

            
              import re

content = 'Hello 1234567 World_This is a Regex Demo'
result = re.match('^He.*?(\d+).*Demo$', content)
print(result)
print(result.group(1))

這里我們只是將第一個.*改成了.*?，轉(zhuǎn)變?yōu)榉秦澙菲ヅ洹＝Y(jié)果如下：

            
              <_sre.SRE_Match object; span=(0, 40), match='Hello 1234567 World_This is a Regex Demo'>
1234567

此時就可以成功獲取1234567了。原因可想而知，貪婪匹配是盡可能匹配多的字符，非貪婪匹配就是盡可能匹配少的字符。當.*?匹配到Hello后面的空白字符時，再往后的字符就是數(shù)字了，而\d+恰好可以匹配，那么這里.*?就不再進行匹配，交給\d+去匹配后面的數(shù)字。所以這樣.*?匹配了盡可能少的字符，\d+的結(jié)果就是1234567了。

所以說，在做匹配的時候，字符串中間盡量使用非貪婪匹配，也就是用.*?來代替.*，以免出現(xiàn)匹配結(jié)果缺失的情況。

但這里需要注意，如果匹配的結(jié)果在字符串結(jié)尾，.*?就有可能匹配不到任何內(nèi)容了，因為它會匹配盡可能少的字符。例如：

            
              import re

content = 'http://weibo.com/comment/kEraCN'
result1 = re.match('http.*?comment/(.*?)', content)
result2 = re.match('http.*?comment/(.*)', content)
print('result1', result1.group(1))
print('result2', result2.group(1))

運行結(jié)果如下：

            
              result1 
result2 kEraCN

可以觀察到，.*?沒有匹配到任何結(jié)果，而.*則盡量匹配多的內(nèi)容，成功得到了匹配結(jié)果。

修飾符

正則表達式可以包含一些可選標志修飾符來控制匹配的模式。修飾符被指定為一個可選的標志。我們用實例來看一下：

            
              import re

content = '''Hello 1234567 World_This
is a Regex Demo
'''
result = re.match('^He.*?(\d+).*?Demo$', content)
print(result.group(1))

和上面的例子相仿，我們在字符串中加了換行符，正則表達式還是一樣的，用來匹配其中的數(shù)字。看一下運行結(jié)果：

            
              AttributeError Traceback (most recent call last)

              
                 in 
                
                  ()
      5 '''
      6 result = re.match('^He.*?(\d+).*?Demo$', content)
----> 7 print(result.group(1))

AttributeError: 'NoneType' object has no attribute 'group'

運行直接報錯，也就是說正則表達式?jīng)]有匹配到這個字符串，返回結(jié)果為None，而我們又調(diào)用了group()方法導致AttributeError。

那么，為什么加了一個換行符，就匹配不到了呢？這是因為\.匹配的是除換行符之外的任意字符，當遇到換行符時，.*?就不能匹配了，所以導致匹配失敗。這里只需加一個修飾符re.S，即可修正這個錯誤：

            
              result = re.match('^He.*?(\d+).*?Demo$', content, re.S)

這個修飾符的作用是使.匹配包括換行符在內(nèi)的所有字符。此時運行結(jié)果如下：

這個re.S在網(wǎng)頁匹配中經(jīng)常用到。因為HTML節(jié)點經(jīng)常會有換行，加上它，就可以匹配節(jié)點與節(jié)點之間的換行了。

另外，還有一些修飾符，在必要的情況下也可以使用，如表3-3所示。

表3-3 修飾符

在網(wǎng)頁匹配中，較為常用的有re.S和re.I。

轉(zhuǎn)義匹配

我們知道正則表達式定義了許多匹配模式，如.匹配除換行符以外的任意字符，但是如果目標字符串里面就包含.，那該怎么辦呢？

這里就需要用到轉(zhuǎn)義匹配了，示例如下：

            
              import re

content = '(百度)www.baidu.com'
result = re.match('\(百度\)www\.baidu\.com', content)
print(result)

當遇到用于正則匹配模式的特殊字符時，在前面加反斜線轉(zhuǎn)義一下即可。例如.就可以用\.來匹配，運行結(jié)果如下：

            
              <_sre.SRE_Match object; span=(0, 17), match='(百度)www.baidu.com'>

可以看到，這里成功匹配到了原字符串。

這些是寫正則表達式常用的幾個知識點，熟練掌握它們對后面寫正則表達式匹配非常有幫助。

3. search()

前面提到過，match()方法是從字符串的開頭開始匹配的，一旦開頭不匹配，那么整個匹配就失敗了。我們看下面的例子：

            
              import re

content = 'Extra stings Hello 1234567 World_This is a Regex Demo Extra stings'
result = re.match('Hello.*?(\d+).*?Demo', content)
print(result)

這里的字符串以Extra開頭，但是正則表達式以Hello開頭，整個正則表達式是字符串的一部分，但是這樣匹配是失敗的。運行結(jié)果如下：

            
              None

因為match()方法在使用時需要考慮到開頭的內(nèi)容，這在做匹配時并不方便。它更適合用來檢測某個字符串是否符合某個正則表達式的規(guī)則。

這里就有另外一個方法search()，它在匹配時會掃描整個字符串，然后返回第一個成功匹配的結(jié)果。也就是說，正則表達式可以是字符串的一部分，在匹配時，search()方法會依次掃描字符串，直到找到第一個符合規(guī)則的字符串，然后返回匹配內(nèi)容，如果搜索完了還沒有找到，就返回None。

我們把上面代碼中的match()方法修改成search()，再看下運行結(jié)果：

            
              <_sre.SRE_Match object; span=(13, 53), match='Hello 1234567 World_This is a Regex Demo'>
1234567

這時就得到了匹配結(jié)果。

因此，為了匹配方便，我們可以盡量使用search()方法。

下面再用幾個實例來看看search()方法的用法。

首先，這里有一段待匹配的HTML文本，接下來寫幾個正則表達式實例來實現(xiàn)相應信息的提取：

            
              html = '''
              
                
                  經(jīng)典老歌
                
                
                  
        經(jīng)典老歌列表
    
                
                
                  
                    一路上有你
                  
                  
                    
                      滄海一聲笑
                    
                  
                  
                    
                      往事隨風
                    
                  
                  
                    
                      光輝歲月
                    
                  
                  
                    
                      記事本
                    
                  
                  
                    
                      
                      但愿人長久
                    
                  

                

              

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【Python3網(wǎng)絡爬蟲開發(fā)實戰(zhàn)】3.3-正則表達式

1. 實例引入

2. match()

匹配目標

通用匹配

貪婪與非貪婪

轉(zhuǎn)義匹配

3. search()

經(jīng)典老歌

4. findall()

5. sub()

經(jīng)典老歌

6. compile()