简介
正则表达式（Regular expressions 也称为 REs，或 regexes 或 regex patterns）本质上是一个微小的且高度专业化的编程语言。它被嵌入到 Python 中，并通过 re 模块提供给程序猿使用。使用正则表达式，你需要指定一些规则来描述那些你希望匹配的字符串集合。这些字符串集合可能包含英语句子、 e-mail 地址、TeX 命令
注意：
Python 的正则表达式引擎是用 C 语言写的，所以效率是极高的。另，所谓的正则表达式，这里说的 RE，就是上文我们提到的“一些规则”。
字符匹配
大多数字母和字符会匹配它们自身。举个例子，正则表达式Dog 将完全匹配字符串 “Dog”,默认情况下区分大小写。当然这个规则也有例外。有少数特殊的字符我们称之为元字符（metacharacter），它们并不能匹配自身，它们定义了字符类、子组匹配和模式重复次数等。
元字符
下边是元字符的完整列表：
. ^ $ * + ? {
} [ ] \ | ( )
如果没有这些元字符，正则表达式就变得跟字符串的 find() 方法一样平庸了…
[ ]
下方括号 [ ]，它们指定一个字符类用于存放你需要匹配的字符集合。可以单独列出需要匹配的字符，也可以通过两个字符和一个横杆 - 指定匹配的范围。例如 [abc] 会匹配字符 a，b 或 c；[a-c] 可以实现相同的功能。后者使用范围来表示与前者相同的字符集合。举例：如果你想只匹配小写字母，你的 RE 可以写成 [a-z]
注意：
元字符在方括号中不会触发“特殊功能”，在字符类中，它们只匹配自身。例如 [akm$] 会匹配任何字符 'a'，'k'，'m' 或 '$'，'$' 是一个元字符，但在方括号中它不表示特殊含义，它只匹配 ‘$’ 字符本身。
你还可以匹配方括号中未列出的所有其他字符。做法是在类的开头添加一个脱字符号 ^ ，例如 [^5] 会匹配除了 ‘5’ 之外的任何字符
反斜杠\
跟 Python 的字符串规则一样，如果在反斜杠后边紧跟着一个元字符，那么元字符的“特殊功能”也不会被触发。例如你需要匹配符号 [ 或 \，你可以在它们前面加上一个反斜杠，以消除它们的特殊功能：\[，\\
反斜杠后边跟一些字符还可以表示特殊的意义，例如表示十进制数字，表示所有的字母或者表示非空白的字符集合。
反斜杠后边跟元字符去除特殊功能，反斜杠后边跟普通字符实现特殊功能。
举个例子：\w 匹配任何单词字符。如果正则表达式以字节的形式表示，这相当于字符类 [a-zA-Z0-9_]；如果正则表达式是一个字符串，\w 会匹配所有 Unicode 数据库（unicodedata 模块提供）中标记为字母的字符。你可以在编译正则表达式的时候，通过提供 re.ASCII 表示进一步限制 \w 的定义。
re.ASCII 标志使得 \w 只能匹配 ASCII 字符，不要忘了，Python3 是 Unicode 的。
| 特殊字符 | 含义 |
|---|---|
| \d | 匹配任何十进制数字；相当于类 [0-9] |
| \D | 与 \d 相反，匹配任何非十进制数字的字符；相当于类 [^0-9] |
| \s | 匹配任何空白字符（包含空格、换行符、制表符等）；相当于类 [ \t\n\r\f\v] |
| \S | 与 \s 相反，匹配任何非空白字符；相当于类 [^ \t\n\r\f\v] |
| \w | 匹配任何单词字符，见上方解释 |
| \W | 于 \w 相反 |
| \b | 匹配单词的开始或结束 |
| \B | 与 \b 相反 |
它们可以包含在一个字符类中，并且一样拥有特殊含义。例如 [\s,.] 是一个字符类，它将匹配任何空白字符（/s 的特殊含义），',' 或 '.'。
.
另外一个元字符是 .，它匹配除了换行符以外的任何字符。如果设置了 re.DOTALL 标志，. 将匹配包括换行符在内的任何字符。
*
我们来看看 * 这个元字符，当然它不是匹配 '*' 字符本身，它用于指定前一个字符匹配零次或者多次
例如 ca*t 将匹配 ct（0 个字符 a），cat（1 个字符 a），caaat（3 个字符 a），等等。需要注意的是，由于受到 C 语言的 int 类型大小的内部限制，正则表达式引擎会限制字符 'a' 的重复个数不超过 20 亿个。
正则表达式默认的重复规则是贪婪的，当你重复匹配一个 RE 时，匹配引擎会尝试尽可能多的去匹配。直到 RE 不匹配或者到了结尾，匹配引擎就会回退一个字符，然后再继续尝试匹配
通过例子一步步的给大家讲解什么叫“贪婪”：先考虑一下表达式 a[bcd]*b，首先需要匹配字符 'a'，然后是零个到多个 [bcd]，最后以 ‘b’ 结尾。那现在想象一下，这个 RE 匹配字符串 abcbd 会怎样？
| 步骤 | 匹配 | 说明 |
|---|---|---|
| 1 | a | 匹配 RE 的第一个字符 ‘a’ |
| 2 | abcbd | 引擎在符合规则的情况下尽可能地匹配 [bcd]*，直到该字符串的结尾 |
| 3 | 失败 | 引擎尝试匹配 RE 最后一个字符 ‘b’，但当前位置已经是字符串的结尾，所以失败告终 |
| 4 | abcb | 回退，所以 [bcd]* 匹配少一个字符 |
| 5 | 失败 | 再一次尝试匹配 RE 最后一个字符 ‘b’，但字符串最后一个字符是 ‘d’，所以失败告终 |
| 6 | abc | 再次回退，所以 [bcd]* 这次只匹配 'bc' |
| 7 | abcb | 再一次尝试匹配字符 ‘b’，这一次字符串当前位置指向的字符正好是 ‘b’，匹配成功 |
RE 匹配的结果是 abcb。
正则表达式默认的匹配规则是贪婪的，后边有说如何使用非贪婪的方法匹配。
+
要特别注意 * 和 + 的区别：* 匹配的是零次或者多次，所以被重复的内容可能压根儿不会出现；+ 至少需要出现一次。例如 ca+t 会匹配 cat 和 caaat，但不会匹配 ct。
?
还有两个表示重复的元字符，其中一个是问号 ?，用于指定前一个字符匹配零次或者一次。你可以这么想，它的作用就是把某种东西标志位可选的。例如 小?鱼 可以匹配 小鱼，也可以匹配 鱼。
{}
最灵活的应该是元字符 {m,n}（m 和 n 都是十进制整数），上边讲到的几个元字符都可以使用它来表达，它的含义是前一个字符必须匹配 m 次到 n 次之间。例如 a/{1,3}b 会匹配 a/b，a//b 和 a///b。但不会匹配 ab（没有斜杠）；也不会匹配 ab（斜杠超过三个）。
你可以省略 m 或者 n，这样的话，引擎会假定一个合理的值代替。省略 m，将被解释为下限 0；省略 n 则会被解释为无穷大（事实上是上边我们提到的 20 亿）。
如果是 {,n} 相当于 {0,n}；如果是 {m,} 相当于 {m,+无穷}；如果是 {n}，则是重复前一个字符 n 次。另外还有一个超容易出错的是写成 {m, n}，看着挺美，但注意，正则表达式里边不能随意添加空格，不然会改变原来的含义。
其实 *、+ 和 ? 都可以使用 {m,n} 来代替。{0,} 跟 * 是一样的；{1,} 跟 + 是一样的；{0,1} 跟 ? 是一样的。不过还是鼓励大家记住并使用 *、+ 和 ?，因为这些字符更短并且更容易阅读。
还有一个原因是匹配引擎对 * + ? 做了优化，效率要更高些。