7.4. 使用 {n,m} 语法

前面的章节,你处理了相同字符可以重复三次的情况。在正则表达式中,有另外一个方式来表达这种情况,并且能提高代码的可读性。首先看看我们在前面的例子中使用的方法。

例 7.5. 老方法:每一个字符都是可选的

>>> import re
>>> pattern = '^M?M?M?$'
>>> re.search(pattern, 'M')    
<_sre.SRE_Match object at 0x008EE090>
>>> pattern = '^M?M?M?$'
>>> re.search(pattern, 'MM')   
<_sre.SRE_Match object at 0x008EEB48>
>>> pattern = '^M?M?M?$'
>>> re.search(pattern, 'MMM')  
<_sre.SRE_Match object at 0x008EE090>
>>> re.search(pattern, 'MMMM') 
>>> 
这个模式匹配串的开始,接着是第一个可选的字符 M,第二第三个 M 字符则被忽略 (这是可行的,因为它们都是可选的),最后是字符串的结尾。
这个模式匹配串的开始,接着是第一和第二个可选字符 M,而第三个 M 字符被忽略 (这是可行的,因为它们都是可选的),最后匹配字符串的结尾。
这个模式匹配字符串的开始,接着匹配所有的三个可选字符 M,最后匹配字符串的结尾。
这个模式匹配字符串的开始,接着匹配所有的三个可选字符 M,但是不能够匹配字符串的结尾 (因为还有一个未匹配的字符 M),因此不能够匹配而返回一个 None

例 7.6. 一个新的方法:从 nm

>>> pattern = '^M{0,3}$'       
>>> re.search(pattern, 'M')    
<_sre.SRE_Match object at 0x008EEB48>
>>> re.search(pattern, 'MM')   
<_sre.SRE_Match object at 0x008EE090>
>>> re.search(pattern, 'MMM')  
<_sre.SRE_Match object at 0x008EEDA8>
>>> re.search(pattern, 'MMMM') 
>>> 
这个模式意思是说:“匹配字符串的开始,接着匹配 0 到 3 个 M 字符,然后匹配字符串的结尾。”这里的 0 和 3 可以改成其它任何数字;如果你想要匹配至少 1 次,至多 3 次字符 M,则可以写成 M{1,3}
这个模式匹配字符串的开始,接着匹配三个可选 M 字符中的一个,最后是字符串的结尾。
这个模式匹配字符串的开始,接着匹配三个可选 M 字符中的两个,最后是字符串的结尾。
这个模式匹配字符串的开始,接着匹配三个可选 M 字符中的三个,最后是字符串的结尾。
这个模式匹配字符串的开始,接着匹配三个可选 M 字符中的三个,但是没有匹配上 字符串的结尾。正则表达式在字符串结尾之前最多只允许匹配三次 M 字符,但是实际上有四个 M 字符,因此模式没有匹配上这个字符串,返回一个 None
没有一个轻松的方法来确定两个正则表达式是否等价。你能采用的最好的办法就是列出很多的测试样例,确定这两个正则表达式对所有的相关输入都有相同的输出。在本书后面的章节,将更多地讨论如何编写测试样例。

7.4.1. 校验十位数和个位数

现在我们来扩展一下关于罗马数字的正则表达式,以匹配十位数和个位数,下面的例子展示十位数的校验方法。

例 7.7. 校验十位数

>>> pattern = '^M?M?M?(CM|CD|D?C?C?C?)(XC|XL|L?X?X?X?)$'
>>> re.search(pattern, 'MCMXL')    
<_sre.SRE_Match object at 0x008EEB48>
>>> re.search(pattern, 'MCML')     
<_sre.SRE_Match object at 0x008EEB48>
>>> re.search(pattern, 'MCMLX')    
<_sre.SRE_Match object at 0x008EEB48>
>>> re.search(pattern, 'MCMLXXX')  
<_sre.SRE_Match object at 0x008EEB48>
>>> re.search(pattern, 'MCMLXXXX') 
>>> 
这个模式匹配字符串的开始,接着是第一个可选字符 M,接着是 CM,接着 XL,接着是字符串的结尾。请记住,(A|B|C) 这个语法的含义是“精确匹配 A、B 或者 C 其中的一个”。此处匹配了 XL,因此不再匹配 XCL?X?X?X?,接着就匹配到字符串的结尾。MCML 表示罗马数字 1940
这个模式匹配字符串的开始,接着是第一个可选字符 M,接着是 CM,接着 L?X?X?X?。在模式 L?X?X?X? 中,它匹配 L 字符并且跳过所有可选的 X 字符,接着匹配字符串的结尾。MCML 表示罗马数字 1950
这个模式匹配字符串的开始,接着是第一个可选字符 M,接着是 CM,接着是可选的 L 字符和可选的第一个 X 字符,并且跳过第二第三个可选的 X 字符,接着是字符串的结尾。MCMLX 表示罗马数字 1960
这个模式匹配字符串的开始,接着是第一个可选字符 M,接着是 CM,接着是可选的 L 字符和所有的三个可选的 X 字符,接着匹配字符串的结尾。MCMLXXX 表示罗马数字 1980
这个模式匹配字符串的开始,接着是第一个可选字符M,接着是CM,接着是可选的 L字符和所有的三个可选的X字符,接着就未能匹配 字符串的结尾ie,因为还有一个未匹配的X 字符。所以整个模式匹配失败并返回一个 None. MCMLXXXX 不是一个有效的罗马数字。

对于个位数的正则表达式有类似的表达方式,我将省略细节,直接展示结果。

>>> pattern = '^M?M?M?(CM|CD|D?C?C?C?)(XC|XL|L?X?X?X?)(IX|IV|V?I?I?I?)$'

用另一种 {n,m} 语法表达这个正则表达式会如何呢?这个例子展示新的语法。

例 7.8. 用 {n,m} 语法确认罗马数字

>>> pattern = '^M{0,3}(CM|CD|D?C{0,3})(XC|XL|L?X{0,3})(IX|IV|V?I{0,3})$'
>>> re.search(pattern, 'MDLV')             
<_sre.SRE_Match object at 0x008EEB48>
>>> re.search(pattern, 'MMDCLXVI')         
<_sre.SRE_Match object at 0x008EEB48>
>>> re.search(pattern, 'MMMDCCCLXXXVIII')  
<_sre.SRE_Match object at 0x008EEB48>
>>> re.search(pattern, 'I')                
<_sre.SRE_Match object at 0x008EEB48>
这个模式匹配字符串的开始,时时彩计划软件公式:接着匹配三个可选的 M 字符的一个,接着匹配 D?C{0,3},此处,仅仅匹配可选的字符 D 和 0 个可选字符 C。继续向前匹配,匹配 L?X{0,3},此处,匹配可选的 L 字符和 0 个可选字符 X,接着匹配 V?I{0,3},此处,匹配可选的 V 和 0 个可选字符 I,最后匹配字符串的结尾。MDLV 表示罗马数字 1555
这个模式匹配字符串的开始,接着是三个可选的 M 字符的两个,接着匹配 D?C{0,3},此处为一个字符 D 和三个可选 C 字符中的一个,接着匹配 L?X{0,3},此处为一个 L 字符和三个可选 X 字符中的一个,接着匹配 V?I{0,3},此处为一个字符 V 和三个可选 I 字符中的一个,接着匹配字符串的结尾。MMDCLXVI 表示罗马数字 2666
这个模式匹配字符串的开始,接着是三个可选的 M 字符的所有字符,接着匹配 D?C{0,3},此处为一个字符 D 和三个可选 C 字符中所有字符,接着匹配 L?X{0,3},此处为一个 L 字符和三个可选 X 字符中所有字符,接着匹配 V?I{0,3},此处为一个字符 V 和三个可选 I 字符中所有字符,接着匹配字符串的结尾。MMMDCCCLXXXVIII 表示罗马数字3888,这个数字是不用扩展语法可以写出的最大的罗马数字。
仔细看哪!(我像一个魔术师一样,“看仔细喽,孩子们,我将要从我的帽子中拽出一只兔子来啦!”) 这个模式匹配字符串的开始,接着匹配 3 个可选 M 字符的 0 个,接着匹配 D?C{0,3},此处,跳过可选字符 D 并匹配三个可选 C 字符的 0 个,接着匹配 L?X{0,3},此处,跳过可选字符 L 并匹配三个可选 X 字符的 0 个,接着匹配 V?I{0,3},此处跳过可选字符 V 并匹配三个可选 I 字符的一个,最后匹配字符串的结尾。哇赛!

如果你在第一遍就跟上并理解了所讲的这些,那么你做的比我还要好。现在,你可以尝试着理解别人大规模程序里关键函数中的正则表达式了。或者想象着几个月后回头理解你自己的正则表达式。我曾经做过这样的事情,但是它并不是那么有趣。

在下一节里,你将会研究另外一种正则表达式语法,它可以使你的表达式具有更好的可维持性。

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