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Ruby 正则表达式（一文讲透）
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前言
正则表达式（Regular Expression）是编程领域中一种强大的文本处理工具，尤其在需要精准匹配、提取或替换字符串的场景中，它能显著提升开发效率。在 Ruby 这门语言中，正则表达式与语法深度融合，提供了简洁且灵活的使用方式。无论是验证用户输入、解析日志文件，还是自动化文本编辑，掌握 Ruby 正则表达式 都是开发者进阶路上的重要一步。本文将从基础语法到高级技巧，结合实际案例，帮助读者系统性地理解这一工具的核心逻辑与应用场景。
基础语法：正则表达式的“乐高积木”
正则表达式可以看作一组“乐高积木”，通过组合不同的符号和规则，构建出能匹配特定文本模式的表达式。在 Ruby 中，正则表达式通常用 /.../ 包裹，例如 /ruby/ 表示匹配字符串中的“ruby”字符序列。
1. 字符匹配
最基本的正则表达式由普通字符组成，例如：
pattern = /hello/
puts "hello world" =~ pattern # 输出 0（匹配起始位置）
若需要匹配特殊符号（如 .、*），需使用反斜杠 \ 转义：
pattern = /\.\*/
puts "a.b*c" =~ pattern # 输出 1
2. 元字符：赋予正则表达式“超能力”
元字符是正则表达式的核心，它们代表特定的匹配规则：
| 元字符 | 含义 | 示例 |
|---|---|---|
. | 匹配任意单个字符（除换行符） | /a.c/ 匹配 "abc"、"a3c" |
^ | 匹配字符串开头 | /^start/ 匹配 "start_here" |
$ | 匹配字符串结尾 | /end$/ 匹配 "finish_end" |
| | 或关系 | /cat|dog/ 匹配 "cat"或"dog" |
比喻：元字符如同“魔法符文”，赋予普通字符特殊能力。例如 . 可以像“通配符”一样匹配任意字符，而 ^ 和 $ 则像“锚点”，固定匹配的起止位置。
量词：控制匹配的“贪婪程度”
量词用于指定字符或组的重复次数，常见的包括：
| 量词 | 含义 | 示例 |
|---|---|---|
* | 出现 0 次或多次 | /a*/ 匹配空字符串、"a"、"aaa" |
+ | 出现 1 次或多次 | /a+/ 匹配 "a"、"aa"，不匹配空 |
? | 出现 0 次或 1 次 | /colou?r/ 匹配 "color"或"colour" |
{n} | 出现恰好 n 次 | /a{3}/ 匹配 "aaa" |
{n,} | 出现至少 n 次 | /a{2,}/ 匹配 "aa"、"aaaa" |
案例：验证一个简单密码规则（长度 6~12 字符，仅含字母和数字）：
password = "P@ssw0rd"
puts password =~ /^[a-zA-Z0-9]{6,12}$/
常用方法：Ruby 中的正则表达式操作
Ruby 提供了丰富的方法来与正则表达式交互，以下是最常用的几种：
1. String#match 和 Regexp#match
用于检测字符串是否匹配正则表达式，并返回匹配数据：
result = "apple pie".match(/apple/)
puts result[0] # 输出 "apple"
puts result.offset(0) # 输出 [0, 5]（起始和结束索引）
2. String#=~
返回匹配的起始索引，若未匹配则返回 nil：
puts "ruby regex" =~ /regex/ # 输出 5
3. String#scan
提取所有匹配项，返回数组：
text = "2023-09-15 and 2024-01-01"
dates = text.scan(/\d{4}-\d{2}-\d{2}/)
puts dates.inspect # 输出 ["2023-09-15", "2024-01-01"]
4. String#gsub 和 String#sub
用于替换匹配内容：
text = "ID: 12345"
new_text = text.gsub(/\d/, "*")
puts new_text # 输出 "ID: *****"
进阶技巧：组捕获与修饰符
1. 组捕获：提取子匹配项
通过 () 将部分表达式分组，可以单独捕获其内容：
url = "https://example.com/path"
match_data = url.match(/(https?):\/\/([a-z.]+)(\/.*)?/)
puts "协议：#{match_data[1]}" # 输出 "https"
puts "域名：#{match_data[2]}" # 输出 "example.com"
puts "路径：#{match_data[3]}" # 输出 "/path"
2. 修饰符：改变匹配行为
在正则表达式末尾添加修饰符，可调整匹配规则：
| 修饰符 | 含义 | |
|---|---|---|
i | 忽略大小写 | /apple/i 匹配 "Apple"或"APPLE" |
m | 多行模式（改变 ^ 和 $ 行为） | |
x | 允许空白和注释（增强可读性） |
示例：使用 x 修饰符清晰表达邮箱正则：
email_regex = /
\A # 匹配开头
[\w+\-.]+ # 用户名部分
@ # @ 符号
[a-z\d\-]+\. # 域名部分（简化版）
[a-z]+\z # 结尾
/ix # i（忽略大小写）、x（允许注释）
3. 贪婪与非贪婪匹配
默认量词（如 *、+）是“贪婪”的，会尽可能多匹配字符。添加 ? 可变为非贪婪模式：
puts "abc123xyz".match(/(\D+)(\d+)/)[0] # 输出 "abc123"（非预期）
puts "abc123xyz".match(/(\D+?)(\d+)/)[0] # 输出 "abc"
实战案例：正则表达式的应用场景
案例 1：验证手机号格式
中国手机号格式为 11 位数字，以 1 开头，第二位为 3-9 中的数字：
def valid_phone?(phone)
phone =~ /^1[3-9]\d{9}$/
end
puts valid_phone?("13800138000") # 输出 true
案例 2：提取网页中的链接
从 HTML 内容中提取所有 <a> 标签的 href 属性：
html = '<a href="https://example.com">Link</a> <a href="/about">About</a>'
urls = html.scan(/href=["'](.*?)["']/).flatten
puts urls.inspect # 输出 ["https://example.com", "/about"]
案例 3：替换敏感词
用 gsub 方法批量替换文本中的敏感词：
sensitive_words = ["敏感词1", "敏感词2"]
text = "这是一段包含敏感词1和敏感词2的内容"
clean_text = text.gsub(/#{Regexp.union(sensitive_words)}/, "[敏感]")
puts clean_text # 输出 "这是一段包含[敏感]和[敏感]的内容"
结论
Ruby 正则表达式 是文本处理的利器，其简洁的语法和强大的功能能显著提升开发效率。从基础的字符匹配到进阶的组捕获、修饰符应用，开发者可以通过系统性学习逐步掌握这一工具。无论是验证用户输入、解析复杂数据，还是自动化文本编辑，正则表达式都能提供高效解决方案。
建议读者通过实际项目实践正则表达式，例如：
- 编写一个邮箱格式验证器；
- 从日志文件中提取特定时间戳；
- 自动化替换文本中的特定模式。
通过不断练习和探索，正则表达式将成为你代码工具箱中不可或缺的“瑞士军刀”。