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正则表达式类型全景图

正则表达式类型对比表

特性	BRE	ERE	PCRE	适用场景
元字符转义	需转义+?{}()	无需转义	无需转义	复杂模式
量词支持	* \+ \? \{n,m\}	* + ? {n,m}	* + ? {n,m}	重复匹配
逻辑或	`	`	`	`
分组捕获	$ $	()	()	提取子串
零宽断言	不支持	不支持	支持	边界匹配
非贪婪匹配	不支持	不支持	*? +?	HTML/XML解析
性能	高	中	低	大文件处理

基础元素字符表

元字符	功能	示例	匹配结果
.	匹配任意字符	a.c	“abc”, “adc”
^	行首锚定	^start	“start line”
$	行尾锚定	end$	“line end”
*	0次或多次	ab*c	“ac”, “abbc”
+	1次或多次	ab+c	“abc”, “abbc”
?	0次或1次	ab?c	“ac”, “abc”
[]	字符组	[aeiou]	“a”, “e”
[^]	排除字符	[^0-9]	“a”, “B”
`	`	或操作	`cat
()	分组捕获	(abc)+	“abc”, “abcabc”

一、基础正则表达式（BRE）

1. 文件内容匹配（grep）

# 创建测试文件
[root@localhost ~]# cat > test.txt <<EOF
apple
banana
cherry
12345
[e-mail]
EOF# 匹配纯数字行
[root@localhost ~]# grep '[0-9]\+' test.txt
12345# 匹配邮箱地址
[root@localhost ~]# grep '[a-z]\+@[a-z]\+\.com' test.txt
[e-mail]

2. 文本替换（sed）

# 替换所有数字为 #
[root@localhost ~]# sed 's/[0-9]\+/#/g' test.txt
apple
banana
cherry
#
[e-mail]# 删除空行
[root@localhost ~]# sed '/^$/d' test.txt
apple
banana
cherry
12345
[e-mail]

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二、扩展正则表达式（ERE）

1. 多条件匹配（grep -E）

# 匹配水果或邮箱
[root@localhost ~]# grep -E 'apple|banana|cherry|@' test.txt
apple
banana
cherry
[e-mail]# 匹配3位以上数字
[root@localhost ~]# grep -E '[0-9]{3,}' test.txt
12345

2. 分组提取（awk）

# 提取邮箱用户名和域名
[root@localhost ~]# awk '/@/ {match($0, /([a-z]+)@([a-z]+)\.com/, arr); print "用户:" arr[1], "域名:" arr[2]}' test.txt
用户:test 域名:example

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三、高级模式匹配

高级元字符

元字符	功能	示例	匹配结果
\d	数字	\d{3}	“123”
\w	单词字符	\w+	“word”
\s	空白字符	\s+	" ", “\t”
\b	单词边界	\bword\b	“word”
(?=)	正向预查	Windows(?=10)	“Windows” in “Windows10”
(?	负向预查	Windows(?!7)	“Windows” not in “Windows7”
*?	非贪婪匹配	<div>.*?</div>	最短匹配

1. 零宽断言（匹配但不捕获）

# 匹配.com前的域名（不含.com）
[root@localhost ~]# grep -P 'example(?=\.com)' test.txt
[e-mail]  # 匹配到"example"

2. 非贪婪匹配

# 创建含HTML标签的测试文件
[root@localhost ~]# echo "<div>content</div>" > html.txt# 非贪婪匹配（最短内容）
[root@localhost ~]# grep -P '<div>.*?</div>' html.txt
<div>content</div>

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四、实战应用场景

1. 日志错误提取

# 生成日志文件
[root@localhost ~]# cat > app.log <<EOF
INFO: User login
ERROR: Database connection failed
WARN: Disk space low
ERROR: File not found
EOF# 提取ERROR行及其描述
[root@localhost ~]# grep -oP 'ERROR: \K.*' app.log
Database connection failed
File not found

2. 配置文件解析

# 解析nginx配置提取监听端口
[root@localhost ~]# cat > nginx.conf <<EOF
server {listen 80;server_name localhost;
}
server {listen 443 ssl;server_name example.com;
}
EOF[root@localhost ~]# grep -Po 'listen \K[0-9]+' nginx.conf
80
443

3. 数据验证

# 验证IP地址格式
[root@localhost ~]# ip="192.168.1.100"
[root@localhost ~]# if [[ $ip =~ ^[0-9]{1,3}(\.[0-9]{1,3}){3}$ ]]; then
> echo "有效IP"
> else
> echo "无效IP"
> fi
有效IP

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命令总结表格

演示命令	功能描述	关键选项/语法
grep '[0-9]\+' file	BRE数字匹配	\+ 一次或多次
`grep -E 'pattern1	pattern2’`	ERE多条件匹配
sed 's/old/new/g'	文本替换	s///g 全局替换
awk '/pattern/{print $0}'	模式过滤	/regex/ 匹配行
grep -P 'regex'	Perl兼容正则	-P 支持高级特性
[[ $var =~ regex ]]	条件判断	=~ 正则匹配

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功能作用详解

1. 正则表达式类型对比

类型	命令选项	支持特性	典型场景
BRE (基本正则)	grep	. * [ ] ^ $	简单匹配、基础文本处理
ERE (扩展正则)	grep -E	`+ ?	() {}`
PCRE (Perl兼容)	grep -P	零宽断言、非贪婪匹配	高级文本提取、日志分析

2. 核心元字符速查

元字符	BRE/ERE	PCRE	功能描述
.	✓	✓	匹配任意单个字符（除换行）
*	✓	✓	前项匹配0次或多次
+	\+ (BRE) / + (ERE)	✓	前项匹配1次或多次
?	\? (BRE) / ? (ERE)	✓	前项匹配0或1次
{n,m}	\{n,m\} (BRE) / {n,m} (ERE)	✓	匹配n到m次
`	`	| (BRE) / `	` (ERE)
^ / $	✓	✓	行首/行尾锚定
\b	✗	✓	单词边界
(?=)	✗	✓	正向零宽断言

3. 分组与捕获

# 提取日期格式（YYYY-MM-DD）
echo "2025-07-28" | grep -Po '(\d{4})-(\d{2})-(\d{2})'
# 输出：2025-07-28# 使用后向引用（sed）
echo "hello world" | sed 's/$hello$ $world$/\2 \1/'
# 输出：world hello

• 分组编号：
  • \0：整个匹配内容
  • \1、\2：第1、2个捕获组

4. 实战技巧

日志分析

# 提取HTTP状态码
grep -Po 'HTTP/1.\d" \K[0-9]{3}' access.log# 统计错误码分布
awk '/ERROR/{match($0, /ERROR: (.+)/, arr); print arr[1]}' app.log | sort | uniq -c

数据清洗

# 移除非数字字符
echo "Phone: [phone]" | sed 's/[^0-9]//g'
# 输出：1234567890# 规范日期格式
echo "28/07/2025" | sed -E 's#([0-9]{2})/([0-9]{2})/([0-9]{4})#\3-\2-\1#'
# 输出：2025-07-28

配置管理

# 批量替换IP地址
sed -i 's/192\.168\.1\.[0-9]\+/10.0.0.1/g' *.conf# 提取所有用户邮箱
grep -hoE '[a-zA-Z0-9._%+-]+@[a-zA-Z0-9.-]+\.[a-zA-Z]{2,}' /etc/passwd