1. 简介
Python re模块是用来操作正则表达式的模块，正则表达式是一种描述字符串规律的表达式。当我们需要匹配一类由特定规则组成的字符串时，就可以使用正则表达式来进行匹配。
在Python中，通过引入re模块，可以使用正则表达式进行字符串的处理。
下面，我们就来详细了解一下Python re模块的用法。
2. re.match()函数
Python re模块提供了多个函数来使用正则表达式进行字符串匹配操作，其中最基本的函数是re.match()函数。
re.match()函数用于对一个字符串进行匹配，匹配成功返回一个match对象，否则返回None。
2.1 re.match()函数的基本用法
下面是一个简单的re.match()函数使用的例子：
import re
pattern = r'hello'
string = 'hello, world!'
result = re.match(pattern, string)
print(result)
输出结果：
<re.Match object; span=(0, 5), match='hello'>
在上述例子中，我们用pattern指定了匹配模式（这里简单地匹配的是字符串中的 hello），string是需要进行匹配的字符串，使用re.match(pattern, string)函数进行匹配，最后返回一个match对象。
需要注意的是，re.match()函数进行匹配时，只会匹配字符串的开始部分，如果字符串的开始部分不符合匹配规则，则匹配失败。
2.2 re.match()函数的高级用法
re.match()函数还可以使用group()函数来获取匹配的结果。
下面是一个高级使用方法的例子：
import re
pattern = r'hello.*'
string = 'hello, world!'
result = re.match(pattern, string)
print(result.group())
输出结果：
hello, world!
在上述例子中，我们指定了匹配模式 pattern，它将匹配整个字符串 starting with "hello"，然后使用 re.match() 函数对 string 进行匹配。最后，对返回的 match 对象调用 group() 函数，返回完整的匹配结果。
需要注意的是，如果调用 group(0) 函数，则会返回完整的匹配结果，如果调用其他数值，则会返回匹配结果中第几个括号内的数据。
3. re.search()函数
re.search()函数的用法与 re.match() 函数类似，但是它不限制匹配字符串的开头。它会在整个字符串中查找匹配。
3.1 re.search()函数的基本用法
下面是一个简单的 re.search() 的例子：
import re
pattern = r'world'
string = 'hello, world!'
result = re.search(pattern, string)
print(result)
输出结果：
<re.Match object; span=(7, 12), match='world'>
在上述例子中，我们用 pattern 指定了匹配模式，string 是需要进行匹配的字符串。调用 re.search() 函数进行匹配，成功匹配会返回一个 match 对象。
3.2 re.search()函数的高级用法
re.search()函数也可以使用 group() 函数来获取匹配的结果。
下面是一个高级使用方法的例子：
import re
pattern = r'hello (.*?)!'
string = 'hello, world! hello, python!'
result = re.search(pattern, string)
if result:
print(result.group(1))
输出结果：
world
在上述例子中，我们指定了匹配模式 pattern，它将匹配字符串 starting with "hello"，直到"!"，然后使用 re.search() 函数对 string 进行匹配。最后，对返回的 match 对象调用 group(1) 函数，返回匹配结果中第一个括号内的数据。
4. re.findall()函数
re.findall() 函数会在整个字符串中查找匹配，它的返回值是一个 list，包含所有匹配到的子串。
4.1 re.findall()函数的基本用法
下面是一个简单的 re.findall() 的例子：
import re
pattern = r'hello'
string = 'hello, world! hello, python!'
result = re.findall(pattern, string)
print(result)
输出结果：
['hello', 'hello']
在上述例子中，我们指定了匹配模式 pattern，它将匹配字符串 starting with "hello"，然后使用 re.findall() 函数对 string 进行匹配。最后，返回匹配的结果。
4.2 re.findall()函数的高级用法
re.findall()函数还可以在匹配模式中指定匹配规则中的部分，然后将匹配规则中的部分作为返回结果。
下面是一个高级使用方法的例子：
import re
pattern = r'apple (\d+)'
string = 'apple 10, apple 20, orange 30'
result = re.findall(pattern, string)
print(result)
输出结果：
['10', '20']
在上述例子中，我们指定了匹配模式 pattern，它将匹配带有数字的 apple 串，然后使用 re.findall() 函数对 string 进行匹配。最后，返回匹配结果中所有数字。
5. re.sub()函数
re.sub() 函数用于在字符串中替换匹配到的子串。
5.1 re.sub()函数的基本用法
下面是一个简单的 re.sub() 的例子：
import re
pattern = r'world'
string = 'hello, world! hello, python!'
replace = 'python'
result = re.sub(pattern, replace, string)
print(result)
输出结果：
hello, python! hello, python!
在上面的例子中，我们使用 pattern 匹配字符串中的 "world"，然后使用 re.sub() 函数替换掉所有的匹配结果，替换成 "python"，得到的结果字符串即为:
hello, python! hello, python!
5.2 re.sub()函数的高级用法
re.sub() 函数还可以使用函数作为替换的方式，这样就可以对匹配到的子串进行复杂的处理了。
下面是一个高级使用方法的例子：
import re
pattern = r'\d+'
string = 'apple 10, banana 20, orange 30'
def func(match_obj):
return str(int(match_obj.group()) + 1)
result = re.sub(pattern, func, string)
print(result)
输出结果：
apple 11, banana 21, orange 31
在上述例子中，我们使用 pattern 匹配字符串 string 中的所有数字，然后使用 re.sub() 函数对匹配到的数字替换，替换后的结果是原数字加 1。
6. 正则表达式中的元字符
正则表达式中的元字符是一些特殊字符，有特定的语法含义，使用这些字符可以指定字符串匹配的规则。
6.1 正则表达式中的常用元字符
下面是正则表达式中的常用元字符：
. 匹配除了换行符以外的任意字符
^ 匹配字符串的开始位置
$ 匹配字符串的结束位置
* 匹配前一个字符的零个或多个
+ 匹配前一个字符的一个或多个
? 匹配前一个字符的零个或一个
| 匹配两个或多个字符串中的任意一个
( ) 将括号内的字符作为一个单元处理
[ ] 匹配指定范围内的任意一个字符
{ } 匹配前一个字符的指定次数
6.2 元字符使用的例子
下面是一些使用元字符的例子：
匹配以 "hello" 开始的字符串：
pattern = r'^hello'
string = 'hello, world!'
result = re.match(pattern, string)
print(result)
匹配以 "world" 结束的字符串：
pattern = r'world$'
string = 'hello, world!'
result = re.search(pattern, string)
print(result)
匹配所有数字：
pattern = r'\d+'
string = 'apple 10, banana 20, orange 30'
result = re.findall(pattern, string)
print(result)
替换所有数字：
import re
pattern = r'\d+'
string = 'apple 10, banana 20, orange 30'
def func(match_obj):
return str(int(match_obj.group()) + 1)
result = re.sub(pattern, func, string)
print(result)
总结
Python re 模块提供了多个函数来使用正则表达式进行字符串匹配操作。其中，最基本的是 re.match() 和 re.search() 函数，分别用于匹配字符串的开始和整个字符串。还有 re.findall() 函数用于返回所有匹配的子串，re.sub() 函数用于替换字符串中的子串。正则表达式还有很多的元字符，可以用于指定字符串匹配的方式，使用正则表达式可以对文本进行复杂的字符串处理。