Linux 正则表达式详解（基础 + 扩展 + 实操）

Linux 正则表达式详解（基础 + 扩展 + 实操）

正则表达式（Regular Expression，简称 RE）是 Linux 文本处理的核心工具，用于定义字符匹配模式，配合 grep、sed、awk 等工具可实现文本过滤、查找、替换等操作。本文将从概念、基础正则、扩展正则、特殊字符组四个维度，结合实操案例完整讲解

一、正则表达式概述

1. 核心概念

正则表达式是模式模板，Linux 工具通过该模板对数据流进行 “匹配筛选”：

• 匹配的数据：被工具接受并进一步处理（如输出、替换）
• 不匹配的数据：被直接滤除

本质：通过 “普通字符 + 元字符” 的组合，描述字符串的排列规则，实现对文本的分割、匹配、查找、替换

2. 构成与作用

核心作用：判断字符串是否符合指定格式（如 “是否为手机号”“是否为邮箱”），或从文本中提取特定格式的内容（如 “提取所有 IP 地址”）

3. 可实现的核心目标

二、基础正则（Basic Regular Expression，BRE）

基础正则是正则的 “核心子集”，支持 grep、sed（基础模式）、awk 等工具，核心是掌握元字符的匹配规则

1. 基础正则核心元字符表

注意：基础正则中，{n}/{n,}/{n,m} 必须加转义符 \\，否则会被当作普通字符处理

2. 基础正则实操案例

以下案例基于测试文件 a.txt/b.txt/c.txt，先定义测试文件内容：

[root@syf ~]# vim a.txt
lk
lok
look
loook
looooook
loooooaaak
looooooook
abbbbcd
abbbbcd666
ooooloooook
oooooolk
aoblck
~

[root@syf ~]# vim b.txt
aa

abd
cdd
cdc
cdd
~

[root@syf ~]# vim c.txt
lok
lo12k
lo1k
loAk
loBk
look
loak
lodk
abcd
1234
~

案例 1：* 匹配 “前面字符 0 次或多次”

# 匹配 "lo*k"：o出现0次（lk）、1次（lok）、多次（look等）
[root@syf ~]# grep "lo*k" a.txt
lk # o出现0次
lok # o出现1次
look # o出现2次
loook # o出现3次
looooook # o出现5次
looooooook # o出现7次
ooooloooook # 中间含多个o
oooooolk # o出现6次

# 匹配 "loo*k"：o至少出现1次（排除lk）
[root@syf ~]# grep "loo*k" a.txt
lok # o出现1次
look # o出现2次
loook # o出现3次
looooook # o出现5次
looooooook # o出现7次
ooooloooook # 中间含多个o

案例 2：. 匹配 “任意 1 个字符”

# 匹配 "lo.*k"：o后接“任意字符（0次或多次）”+k（.*表示任意字符任意次）
[root@syf ~]# grep "lo.*k" a.txt
lok # o后接0个字符
look # o后接1个o
loook # o后接2个o
looooook # o后接4个o
loooooaaak # o后接3个o+2个a
looooooook # o后接5个o
ooooloooook # 前面有o，中间含多个o

# 匹配 "lo.k"：o后接“恰好1个字符”+k
[root@syf ~]# grep "lo.k" a.txt
look # o后接1个o（lo+o+k）

# 匹配 "l..k"：l后接“恰好2个字符”+k
[root@syf ~]# grep "l..k" a.txt
look # l后接2个o（l+oo+k）

案例 3：\\{n\\}/\\{n,\\}/\\{n,m\\} 匹配 “固定次数”

# 匹配 "lo\\{2\\}k"：o恰好出现2次
[root@syf ~]# grep "lo\\{2\\}k" a.txt
look # o出现2次

# 匹配 "lo\\{3\\}k"：o恰好出现3次
[root@syf ~]# grep "lo\\{3\\}k" a.txt
loook # o出现3次

# 匹配 "lo\\{3,\\}k"：o至少出现3次
[root@syf ~]# grep "lo\\{3,\\}k" a.txt
loook # o出现3次
looooook # o出现5次
looooooook # o出现7次
ooooloooook # 中间o出现5次

# 匹配 "lo\\{3,5\\}k"：o出现3~5次
[root@syf ~]# grep "lo\\{3,5\\}k" a.txt
loook # o出现3次
ooooloooook # 中间o出现5次（符合3~5次）

案例 4：^/$/^$ 匹配 “开头 / 结尾 / 空行”

# 匹配 "^c"：以c开头的行
[root@syf ~]# grep "^c" b.txt
cdd
cdc
cdd

# 匹配 "d$"：以d结尾的行
[root@syf ~]# grep "d$" b.txt
abd
cdd
cdd

# 匹配 "^$"：空行（输出为空行，对应b.txt中的空行）
[root@syf ~]# grep "^$" b.txt
（此处输出1行空行）

案例 5：[list]/[^list] 匹配 “指定 / 非指定字符”

# 匹配 "lo[a-zA-Z0-9]k"：o后接1个“字母/数字”+k
[root@syf ~]# grep "lo[a-zA-Z0-9]k" c.txt
lo1k # o后接数字1
loAk # o后接大写A
loBk # o后接大写B
look # o后接小写o
loak # o后接小写a
lodk # o后接小写d

# 匹配 "lo[ABo]k"：o后接A/B/o中的任意1个
[root@syf ~]# grep "lo[ABo]k" c.txt
loAk # A
loBk # B
look # o

# 匹配 "lo[^a-zA-Z]k"：o后接“非字母”（即数字/符号）
[root@syf ~]# grep "lo[^a-zA-Z]k" c.txt
lo1k # 非字母（数字1）

# 匹配 "[^a-zA-Z]"：包含“非字母”的行（数字/符号）
[root@syf ~]# grep "[^a-zA-Z]" c.txt
lo12k # 含数字1、2
lo1k # 含数字1
1234 # 全是数字

三、扩展正则（Extended Regular Expression，ERE）

扩展正则是基础正则的 “增强版”，新增了 +、?、()、| 等元字符，且 {n}/{n,}/{n,m} 无需转义。支持工具：egrep（grep -E）、awk、sed -r（扩展模式）

1. 扩展正则核心元字符表

2. 扩展正则实操案例（基于 a.txt）

案例 1：+ 匹配 “前面字符 1 次及以上”

# 匹配 "lo+k"：o至少1次（排除lk）
[root@syf ~]# egrep "lo+k" a.txt
lok # o1次
look # o2次
loook # o3次
looooook # o5次
looooooook # o7次
ooooloooook # 中间o5次

案例 2：? 匹配 “前面字符 0 次或 1 次”

# 匹配 "lo?k"：o最多1次（仅lk、lok）
[root@syf ~]# egrep "lo?k" a.txt
lk # o0次
lok # o1次
oooooolk # 前面o6次，最后o0次（符合lo?k）

案例 3：() 分组匹配 “整体重复”

# 匹配 "l(oo)+k"：将"oo"视为整体，至少重复1次
look # "oo"重复1次（l+oo+k）
looooook # "oo"重复2次（l+oo+oo+k）
looooooook # "oo"重复3次（l+oo+oo+oo+k）

案例 4：| 逻辑 “或” 匹配多模式

# 先添加测试行 "labk" 到 a.txt
[root@syf ~]# echo "labk" >> a.txt

# 匹配 "l(oo|ab)k"：匹配 "loo k" 或 "lab k"
[root@syf ~]# egrep "l(oo|ab)+k" a.txt
look # 匹配 "oo"
looooook # 匹配 "oo"（重复2次）
looooooook # 匹配 "oo"（重复3次）
labk # 匹配 "ab"

案例 5：{n}/{n,}/{n,m} 无需转义

# 匹配 "lo{3}k"：o恰好3次（无需转义{3}）
[root@syf ~]# egrep "lo{3}k" a.txt
loook # o3次

# 匹配 "lo{3,}k"：o至少3次
[root@syf ~]# egrep "lo{3,}k" a.txt
loook # o3次
looooook # o5次
looooooook # o7次
ooooloooook # 中间o5次

# 匹配 "lo{3,5}k"：o3~5次
[root@syf ~]# egrep "lo{3,5}k" a.txt
loook # o3次
ooooloooook # 中间o5次

四、特殊字符组（字符类）

为简化正则书写，Linux 提供了预定义字符组（又称 “字符类”），等价于基础正则中的某些字符集合，更易记忆和跨平台（避免不同编码的字符范围问题）

特殊字符组表

实操示例

# 1. 匹配含数字的行（[[:digit:]] 等价于 [0-9]）
[root@syf ~]# grep "[[:digit:]]" c.txt
lo12k
lo1k
1234

# 2. 匹配纯字母的行（[[:alpha:]]+ 表示“字母出现1次及以上”）
[root@syf ~]# egrep "^[[:alpha:]]+$" c.txt
lok
loAk
loBk
look
loak
lodk
abcd

# 3. 匹配含标点的行（[[:punct:]]）
[root@syf ~]# echo 'Hello,World!' > d.txt
[root@syf ~]# grep "[[:punct:]]" d.txt
Hello, World! # 含逗号和感叹号

核心知识点总结