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1. 正则表达式定义
正则表达式（Regular Expression，简称 regex） 是一种通过特定语法规则描述字符串模式的工具，用于匹配、搜索、替换文本。其核心由普通字符（如字母、数字）和元字符（特殊符号）组成，能够灵活定义复杂的匹配规则。
应用场景：
- 文本搜索（如
grep） - 字符串替换（如
sed） - 数据验证（如表单输入）
- 日志分析
2. 基础正则表达式（BRE）
基础正则表达式是正则表达式的早期标准，需用 \ 转义部分元字符，支持以下核心语法：
| 元字符 | 说明 | 示例 |
|---|---|---|
. |
匹配任意单个字符（除换行符） | a.c → abc, aXc |
^ |
匹配字符串开头 | ^start → 以start开头的行 |
$ |
匹配字符串结尾 | end$ → 以end结尾的行 |
* |
前一个字符出现0次或多次 | ab*c → ac, abbc |
\+ |
前一个字符出现1次或多次 | a\+b → ab, aaab |
\? |
前一个字符出现0次或1次 | a\?b → b, ab |
\{n\} |
前一个字符出现n次 | a\{3\} → aaa |
\{n,m\} |
前一个字符出现n到m次 | a\{2,4\} → aa, aaaa |
[ ] |
匹配括号内任意一个字符 | [aeiou] → 匹配任意元音字母 |
[^ ] |
匹配不在括号内的字符 | [^0-9] → 匹配非数字字符 |
\ |
转义特殊字符 | \. → 匹配字面意义的. |
特点：
- 需用
\转义元字符如\+,\?,\{ \}。 - 默认不支持
|（或）和()（分组）。
3. 扩展正则表达式（ERE）
扩展正则表达式简化了语法，无需转义部分元字符，支持更复杂的逻辑：
| 元字符 | 说明 | 示例 |
|---|---|---|
+ |
前一个字符出现1次或多次 | ab+ → ab, abbb |
? |
前一个字符出现0次或1次 | a?b → b, ab |
{n} |
前一个字符出现n次 | a{3} → aaa |
{n,m} |
前一个字符出现n到m次 | a{2,4} → aa, aaaa |
| ` | ` | 逻辑“或” |
() |
分组，可结合 ` | ` 使用 |
特点：
- 无需转义
+,?,{ },|,()。 - 使用
egrep或grep -E启用扩展模式。
4. 通配符（Wildcards）
通配符用于文件名匹配（如 ls, find），语法与正则表达式不同：
| 通配符 | 说明 | 示例 |
|---|---|---|
* |
匹配任意数量任意字符 | *.txt → 所有.txt文件 |
? |
匹配单个任意字符 | file?.log → file1.log, fileA.log |
[ ] |
匹配括号内任意一个字符 | [abc]* → 以a、b、c开头的文件 |
[^ ] |
排除括号内的字符 | [^0-9]* → 不以数字开头的文件 |
注意：
- 通配符由Shell解析，正则表达式由文本工具（如
grep,sed）解析。 - 通配符的
*和?不同于正则表达式中的含义。
5. 案例与分析
案例1：提取IP地址
目标：从文本中提取 IPv4 地址（如 192.168.1.1）。
正则表达式：
grep -Eo '([0-9]{1,3}\.){3}[0-9]{1,3}' file.txt
[0-9]{1,3}：匹配0-999的数字。\.：匹配点号。{3}：前一部分重复3次（即前三段IP）。-E：启用扩展正则表达式。
案例2：批量重命名文件
目标：将 file1.txt, file2.txt 重命名为 backup1.txt, backup2.txt。
通配符 + Shell命令：
for f in file*.txt; do mv "$f" "backup${f#file}"; done
file*.txt：匹配所有以file开头、.txt结尾的文件。${f#file}：删除文件名中的file前缀。
案例3：过滤日志中的错误信息
目标：从日志文件中提取包含 ERROR 或 WARN 的行。
正则表达式：
grep -E 'ERROR|WARN' app.log
|：逻辑“或”，匹配ERROR或WARN。-E：启用扩展正则表达式。
案例4：匹配邮箱地址
目标：验证简单的邮箱格式（如 user@example.com）。
正则表达式：
grep -E '^[a-zA-Z0-9._%+-]+@[a-zA-Z0-9.-]+\.[a-zA-Z]{2,}$' emails.txt
^和$：严格匹配整个字符串。[a-zA-Z0-9._%+-]+：用户名部分（允许字母、数字、符号）。@和.：匹配邮箱中的固定符号。[a-zA-Z]{2,}：域名后缀（如com,org）。
总结
| 工具 | 用途 | 关键区别 |
|---|---|---|
| 正则表达式 | 文本内容匹配（grep, sed） |
语法复杂，支持分组、量词、逻辑或 |
| 通配符 | 文件名匹配（ls, find） |
语法简单，由Shell解析 |
核心技巧：
- 区分场景：通配符用于文件名，正则表达式用于文本内容。
- 转义规则：BRE需转义
+,?,{ }，ERE无需转义。 - 贪婪匹配：正则表达式默认贪婪匹配（如
.*会匹配最长可能字符串）。
掌握正则表达式和通配符是Linux文本处理的必备技能，通过案例实践可快速提升熟练度！