字符串是编程时涉及到的最多的一种数据结构，对字符串进行操作的需求几乎无处不在，比如判断一个字符是否是合法的Email地址，虽然可以编程提取@前后的子串，再分别判断是否是单词和域名，但这样做不但麻烦，而且代码难以复用。
正则表达式（regular expression）就是用一个“字符串”来描述一个特征，然后去验证另一个“字符串”是否符合这个特征。故判断一个字符串是否是合法的Email的方法是：
1、创建一个匹配Email的正则表达式；
2、用该正则表达式去匹配用户的输入来判断是否合法。
正则表达式可以用来：（1）验证字符串是否符合指定特征，比如验证是否是合法的邮件地址。（2）用来查找字符串，从一个长的文本中查找符合指定特征的字符串，比查找固定字符串更加灵活方便。（3）用来替换，比普通的替换更加强大。
基础
在正则表达式中，如果直接给出字符，那就是精确匹配。用 \d 可以匹配一个数字，\w 可以匹配一个字符或数字，所以：
- ’00\d’ 可以匹配 ‘007’，但无法匹配 ’00A’；
- ‘\d\d\d’ 可以匹配 ‘010’；
- ‘\w\w\d’可以匹配 ‘py3’ ;
. 可以匹配任意字符，故
- ‘py.’ 可以匹配 ‘pyc’、’pyo’、’py!’ 等等。
要匹配变长的字符，在正则表达式中，用 * 表示任意个字符（包括0个），用+表示至少一个字符，用？表示0个或1个字符，用 {n} 表示n个字符，用{n,m}表示n-m个字符，比如 \d{3}\s+\d{3,8}，从左到右解读如下：
1、\d{3} 表示匹配3个数字，例如‘010’;
2、\s可以匹配一个空格（也包括Tab等空白符），所以\s+表示至少有一个空格，例如匹配’ ‘,’ ‘等；
3、\d{3,8}表示3～8个数字，例如‘1234567’。
综合来看，上面的正则表达式可以匹配以任意个空格隔开的带区号的电话号码。
如果要匹配‘010-12345’这样的号码呢？由于 ‘-’ 是特殊字符，在正则表达式中，要用’\’转义，故上面的正则表达式为\d{3}\-\d{3,8}。但是仍然无法匹配‘010 – 12345’，由于带有空格，因此需要更加复杂的匹配方式。
进阶
要做到更加精确地匹配，可以用[]表示范围，比如：
- [0-9a-zA-Z\_] 可以匹配一个数字、字母或者下划线；
- [0-9a-zA-Z\]+可以匹配至少一个数字、字母或者下划线组成的字符串，比如‘a100’，‘0_Z’，‘Py3000’等等；
- [a-zA-Z\_][0-9a-zA-Z\_]*可以匹配由字母或下划线开头，后接任意个由一个数字、字母或者下划线组成的字符串，即Python合法的变量；
- [a-zA-Z\_][0-9a-zA-Z\_]{0,19}更精确地限制了变量的长度是1～20个字符（前面1个字符+后面最多19个字符）。
A|B可以匹配A或B，故(P|p)ython可以匹配’Python’或者’python’。
^表示行的开头，^\d表示必须以数字开头。
$表示行的结束，\d$表示必须以数字结束。
值得注意的是，py也可以匹配’python’，但加上^py$就变成了整行匹配，就只能匹配’py’了。
re模块
实践才是检验真理的唯一标准，在前面理解的基础上，我们在Python中使用正则表达式实践下。Python提供re模块，包含所有正则表达式的功能。由于Python的字符串本身也用 \ 转义，故要特别注意：
鉴于此，强烈建议使用Python的 r 前缀，就不用考虑转义的问题了：
先看看如何判断正则表达式是否匹配：
match() 方法判断是否匹配，如果匹配成功，返回一个Match对象，否则返回None。常见的判断方法就是：
test = ‘用户输入的字符串’
if re.match(r’正则表达式’，test)：
print ‘ok’
else：
print ‘failed’
切分字符串
用正则表达式切分字符串比用固定的字符更灵活，正常的切分代码如下所示：
由上图可以看出，无法识别连续的空格，用正则表达式实现：
无论多少个空格都可以正常分割。加入，试试：
再加入；试试：
如果用户输入了一组标签，下次记得用正则表达式来把不规范的输入转化成正确的数组。
分组
除了简单地判断是否匹配之外，正则表达式还有提取子串的强大功能。用()表示的就是要提取的分组（Group）。比如：
^(\d{3})-(\d{3,8})$分别定义了两个组，可以直接从匹配的字符串中提取出区号和本地号码：
如果正则表达式中定义了组，就可以在Match对象上用group(）方法提取出子串来。注意到group(0)永远是原始字符串，group(1)、group(2)……表示第1、2、……个子串。提取子串非常有用，看一个更凶残的例子：
该正则表达式可以直接识别合法的时间。但是有些时候，用正则表达式也无法做到完全验证，比如日期：
‘^(0[1-9]|1[0-2]|[0-9])-(0[1-9]|1[0-9]|2[0-9]|3[0-1]|[0-9])$’
对于’2-30’，’4-31’这样的非法日期，用正则还是识别不了，或者说写出来非常困难，这时就需要程序配合识别了。
贪婪匹配
此处需要特别指出的是，正则匹配默认的是贪婪匹配，即匹配尽可能多的字符。举例如下，匹配出数字后面的0：
由于\d+采用贪婪匹配，直接把后面的0全部匹配了，结果0*只能匹配空字符串了。必须让\d+采用非贪婪匹配（即尽可能少匹配），才能把后面的0匹配出来，加个？就可以让\d+采用非贪婪匹配：
编译
在Python中使用正则表达式时，re模块内部会干两件事情：
1、编译正则表达式，如果正则表达式的字符串本身不合法，会报错；
2、用编译后的正则表达式去匹配字符串。
如果一个正则表达式要重复使用几千次，处于效率的考虑，我们可以预编译该正则表达式，接下来重复使用时就不需要编译这个步骤了，直接匹配：
编译后生成的Regular Expression对象，由于该对象自己包含了正则表达式，故调用对应的方法时不用给出正则字符串。
常用正则表达式
校验数字的表达式
1. 数字：^[0-9]*$
2. n位的数字：^\d{n}$
3. 至少n位的数字：^\d{n,}$
4. m-n位的数字：^\d{m,n}$
5. 零和非零开头的数字：^(0|[1-9][0-9]*)$
6. 非零开头的最多带两位小数的数字：^([1-9][0-9]*)+(.[0-9]{1,2})?$
7. 带1-2位小数的正数或负数：^(\-)?\d+(\.\d{1,2})?$
8. 正数、负数、和小数：^(\-|\+)?\d+(\.\d+)?$
9. 有两位小数的正实数：^[0-9]+(.[0-9]{2})?$
10. 有1~3位小数的正实数：^[0-9]+(.[0-9]{1,3})?$
11. 非零的正整数：^[1-9]\d*$ 或 ^([1-9][0-9]*){1,3}$ 或 ^\+?[1-9][0-9]*$
12. 非零的负整数：^\-[1-9][]0-9″*$ 或 ^-[1-9]\d*$
13. 非负整数：^\d+$ 或 ^[1-9]\d*|0$
14. 非正整数：^-[1-9]\d*|0$ 或 ^((-\d+)|(0+))$
15. 非负浮点数：^\d+(\.\d+)?$ 或 ^[1-9]\d*\.\d*|0\.\d*[1-9]\d*|0?\.0+|0$
16. 非正浮点数：^((-\d+(\.\d+)?)|(0+(\.0+)?))$ 或 ^(-([1-9]\d*\.\d*|0\.\d*[1-9]\d*))|0?\.0+|0$
17. 正浮点数：^[1-9]\d*\.\d*|0\.\d*[1-9]\d*$ 或 ^(([0-9]+\.[0-9]*[1-9][0-9]*)|([0-9]*[1-9][0-9]*\.[0-9]+)|([0-9]*[1-9][0-9]*))$
18. 负浮点数：^-([1-9]\d*\.\d*|0\.\d*[1-9]\d*)$ 或 ^(-(([0-9]+\.[0-9]*[1-9][0-9]*)|([0-9]*[1-9][0-9]*\.[0-9]+)|([0-9]*[1-9][0-9]*)))$
19. 浮点数：^(-?\d+)(\.\d+)?$ 或 ^-?([1-9]\d*\.\d*|0\.\d*[1-9]\d*|0?\.0+|0)$
校验字符的表达式
1. 汉字：^[\u4e00-\u9fa5]{0,}$
2. 英文和数字：^[A-Za-z0-9]+$ 或 ^[A-Za-z0-9]{4,40}$
3. 长度为3-20的所有字符：^.{3,20}$
4. 由26个英文字母组成的字符串：^[A-Za-z]+$
5. 由26个大写英文字母组成的字符串：^[A-Z]+$
6. 由26个小写英文字母组成的字符串：^[a-z]+$
7. 由数字和26个英文字母组成的字符串：^[A-Za-z0-9]+$
8. 由数字、26个英文字母或者下划线组成的字符串：^\w+$ 或 ^\w{3,20}$
9. 中文、英文、数字包括下划线：^[\u4E00-\u9FA5A-Za-z0-9_]+$
10. 中文、英文、数字但不包括下划线等符号：^[\u4E00-\u9FA5A-Za-z0-9]+$ 或 ^[\u4E00-\u9FA5A-Za-z0-9]{2,20}$
11. 可以输入含有^%&’,;=?$\”等字符：[^%&’,;=?$\x22]+ 12 禁止输入含有~的字符：[^~\x22]+
特殊需求表达式
1. Email地址：^\w+([-+.]\w+)*@\w+([-.]\w+)*\.\w+([-.]\w+)*$
2. 域名：[a-zA-Z0-9][-a-zA-Z0-9]{0,62}(/.[a-zA-Z0-9][-a-zA-Z0-9]{0,62})+/.?
3. InternetURL：[a-zA-z]+://[^\s]* 或 ^http://([\w-]+\.)+[\w-]+(/[\w-./?%&=]*)?$
4. 手机号码：^(13[0-9]|14[5|7]|15[0|1|2|3|5|6|7|8|9]|18[0|1|2|3|5|6|7|8|9])\d{8}$
5. 电话号码(“XXX-XXXXXXX”、”XXXX-XXXXXXXX”、”XXX-XXXXXXX”、”XXX-XXXXXXXX”、”XXXXXXX”和”XXXXXXXX)：^(\(\d{3,4}-)|\d{3.4}-)?\d{7,8}$
6. 国内电话号码(0511-4405222、021-87888822)：\d{3}-\d{8}|\d{4}-\d{7}
7. 身份证号(15位、18位数字)：^\d{15}|\d{18}$
8. 短身份证号码(数字、字母x结尾)：^([0-9]){7,18}(x|X)?$ 或 ^\d{8,18}|[0-9x]{8,18}|[0-9X]{8,18}?$
9. 帐号是否合法(字母开头，允许5-16字节，允许字母数字下划线)：^[a-zA-Z][a-zA-Z0-9_]{4,15}$
10. 密码(以字母开头，长度在6~18之间，只能包含字母、数字和下划线)：^[a-zA-Z]\w{5,17}$
11. 强密码(必须包含大小写字母和数字的组合，不能使用特殊字符，长度在8-10之间)：^(?=.*\d)(?=.*[a-z])(?=.*[A-Z]).{8,10}$
12. 日期格式：^\d{4}-\d{1,2}-\d{1,2}
13. 一年的12个月(01～09和1～12)：^(0?[1-9]|1[0-2])$
14. 一个月的31天(01～09和1～31)：^((0?[1-9])|((1|2)[0-9])|30|31)$
15. 钱的输入格式：
16. 1.有四种钱的表示形式我们可以接受:”10000.00” 和 “10,000.00”, 和没有 “分” 的 “10000” 和 “10,000”：^[1-9][0-9]*$
17. 2.这表示任意一个不以0开头的数字,但是,这也意味着一个字符”0″不通过,所以我们采用下面的形式：^(0|[1-9][0-9]*)$
18. 3.一个0或者一个不以0开头的数字.我们还可以允许开头有一个负号：^(0|-?[1-9][0-9]*)$
19. 4.这表示一个0或者一个可能为负的开头不为0的数字.让用户以0开头好了.把负号的也去掉,因为钱总不能是负的吧.下面我们要加的是说明可能的小数部分：^[0-9]+(.[0-9]+)?$
20. 5.必须说明的是,小数点后面至少应该有1位数,所以”10.”是不通过的,但是 “10” 和 “10.2” 是通过的：^[0-9]+(.[0-9]{2})?$
21. 6.这样我们规定小数点后面必须有两位,如果你认为太苛刻了,可以这样：^[0-9]+(.[0-9]{1,2})?$
22. 7.这样就允许用户只写一位小数.下面我们该考虑数字中的逗号了,我们可以这样：^[0-9]{1,3}(,[0-9]{3})*(.[0-9]{1,2})?$
23 8.1到3个数字,后面跟着任意个 逗号+3个数字,逗号成为可选,而不是必须：^([0-9]+|[0-9]{1,3}(,[0-9]{3})*)(.[0-9]{1,2})?$
24. 备注：这就是最终结果了,别忘了”+”可以用”*”替代如果你觉得空字符串也可以接受的话(奇怪,为什么?)最后,别忘了在用函数时去掉去掉那个反斜杠,一般的错误都在这里
25. xml文件：^([a-zA-Z]+-?)+[a-zA-Z0-9]+\\.[x|X][m|M][l|L]$
26. 中文字符的正则表达式：[\u4e00-\u9fa5]
27. 双字节字符：[^\x00-\xff] (包括汉字在内，可以用来计算字符串的长度(一个双字节字符长度计2，ASCII字符计1))
28. 空白行的正则表达式：\n\s*\r (可以用来删除空白行)
29. HTML标记的正则表达式：<(\S*?)[^>]*>.*?</\1>|<.*? /> (网上流传的版本太糟糕，上面这个也仅仅能部分，对于复杂的嵌套标记依旧无能为力)
30. 首尾空白字符的正则表达式：^\s*|\s*$或(^\s*)|(\s*$) (可以用来删除行首行尾的空白字符(包括空格、制表符、换页符等等)，非常有用的表达式)
31. 腾讯QQ号：[1-9][0-9]{4,} (腾讯QQ号从10000开始)
32. 中国邮政编码：[1-9]\d{5}(?!\d) (中国邮政编码为6位数字)
33. IP地址：\d+\.\d+\.\d+\.\d+ (提取IP地址时有用)
34. IP地址：((?:(?:25[0-5]|2[0-4]\\d|[01]?\\d?\\d)\\.){3}(?:25[0-5]|2[0-4]\\d|[01]?\\d?\\d))