### 正则表达式的语法结构
**基本元素**
- 字符：任何普通字符如'a'或'digit123'都按字面意义进行匹配。
regex
'hello'
- 特殊元字符：`.`代表任意单个字符；`\d`用于查找数字，等同于 `[0-9]`；`\w` 包含字母、数字以及下划线 `_` 等，相当于 `[a-zA-Z0-9_]`；`\s` 表示空白字符包括空格、制表符等。
regex
'\d+' # 匹配一个以上连续出现的数字
'\w+\.' # 匹配方括号内的单词后接点符号的情形，例如 "word."
- 预定义字符类：除了上述 `\d`, `\w`, 和 `\s` 外还有诸如 `[\b\t\n\r\f\v]` 这样的特殊预设集合来对应退格键、tab键等各种控制码。
- **量词**: `{m,n}` 可以指定前面紧邻的内容重复次数范围为 m 到 n 次，比如 `a{3,5}` 将会匹配 aaa 至 aaaa 的情况。
- **边界条件**：
- `^`: 开始位置锚定，在行首表示开始；
- `$`: 结束位置锚定，在行尾标识结束；
regex
'^The' # 匹配那些开头是'The'的句子
'start$' # 匹配结尾是'start'的词汇
- 分组与引用：用圆括号 `( )` 来分组子表达式，并可以通过反向引用`\n`(其中n是一个整数)回到该第n个捕获组内容。
regex
('Hello')\s+(\w+) # 第一组匹配"Hello"并忽略紧跟的一个或多个空白字符;第二组匹配随后的一系列非空白字符
- 负值字符集:`[^x-y]` 或者 `[!xyz]` ，它们将会匹配不在给定区间或者列表中的所有字符。
- 其他高级特性还包括选择性(`|`)、零宽断言(lookaround assertions)，以及环视功能等等。
### 应用场景实例详解
#### 寻找与提取数据：
在网络爬虫开发中，经常需要利用正则表达式抽取网页HTML标签间特定的数据信息，如下例抓取URL链接:
python
import re
html = "<div>Some text <a href='http://example.com'>Example</a></div>"
links=re.findall(r'<a\s+href="(.*)">', html)
# 输出结果将是 ['http://example.com']
#### 数据验证过滤：
在用户输入校验时，我们可使用正则确保电话号码格式正确：
javascript
const phoneRegex = /^(\+\d{1,4})?[-.\s]?(\(?[0-9]{3}\)?)[-. ]?[0-9]{3}[-. ]?[0-9]{4}$/;
let phoneNumber = "+86 (123) 456-7890";
if(phoneRegex.test(phoneNumber)) {
console.log("Valid Phone Number");
}
else{
console.log("Invalid Phone Number")
}
#### 文本搜索与替换：
在大型文档编辑软件里常内置了支持正则的功能来进行批量查找/替换单项或多项目标文本片段：
bash
sed -i '/old_pattern/s//new_pattern/g' filename.txt # Unix/Linux环境下的文件内全局搜换
综上所述，掌握好正则表达式可以极大地提升我们在程序设计过程中针对各类复杂字符串问题解决的能力。然而值得注意的是，随着需求愈发精细多样，编写恰当而有效的正则可能需经过反复试验调试过程，请务必结合具体情境理解运用。同时应避免过度复杂的正则导致性能损耗或其他不可预见的问题发生。
标签： 脚本正则表达式
