【shell基础】03、正则表达式的POSIX规范

wstlwl

　　对正则表达式有基本了解的读者，一定不会陌生『\d』、『[a-z]+』之类的表达式，前者匹配一个数字字符，后者匹配一个以上的小写英文字母。但是如果你用过vi、grep、awk、sed之类Linux/Unix下的工具或许会发现，这些工具虽然支持正则表达式，语法却很不一样，照通常习惯的办法写的『\d』、『[a-z]+』之类的正则表达式，往往不是无法识别就是匹配错误。而且，这些工具自身之间也存在差异，同样的结构，有时需要转义有时不需要转义。这，究竟是为什么呢？原因在于，Unix/Linux下的工具大多采用POSIX规范，同时，POSIX规范又可分为两种流派（flavor）。所以，首先有必要了解一下POSIX规范。
POSIX规范
　　常见的正则表达式记法，其实都源于Perl，实际上，正则表达式从Perl衍生出一个显赫的流派，叫做PCRE（Perl Compatible Regular Expression），『\d』、『\w』、『\s』之类的记法，就是这个流派的特征。但是在PCRE之外，正则表达式还有其它流派，比如下面要介绍的POSIX规范的正则表达式。
　　POSIX的全称是Portable Operating System Interface for uniX，它由一系列规范构成，定义了UNIX操作系统应当支持的功能，所以“POSIX规范的正则表达式”其实只是“关于正则表达式的POSIX规范”。
　　它定义了BRE（Basic Regular Expression，基本型正则表达式）和ERE（Extended Regular Express，扩展型正则表达式）两大流派。在兼容POSIX的UNIX系统上，grep和egrep之类的工具都遵循POSIX规范，一些数据库系统中的正则表达式也符合POSIX规范。
BRE
     在Linux/Unix常用工具中，grep、vi、sed都属于BRE这一派，它的语法看起来比较奇怪，元字符『(』、『)』、『{』、『}』必须转义之后才具有特殊含义，所以正则表达式『(a)b』只能匹配字符串 (a)b而不是字符串ab；正则表达式『a{1,2}』只能匹配字符串a{1,2}，正则表达式『a\{1,2\}』才能匹配字符串a或者aa。
        之所以这么麻烦，是因为这些工具的诞生时间很早，正则表达式的许多功能却是逐步发展演化出来的，之前这些元字符可能并没有特殊的含义；为保证向后兼容，就只能使用转义。而且有些功能甚至根本就不支持，比如BRE就不支持『+』和『?』量词，也不支持多选结构『(…|…)』和反向引用『\1』、『\2』…。
　　不过今天，纯粹的BRE已经很少见了，毕竟大家已经认为正则表达式“理所应当”支持多选结构和反向引用等功能，没有确实太不方便。所以虽然vi属于BRE流派，但提供了这些功能。          GNU也对BRE做了扩展，支持『+』、『?』、『|』，只是使用时必须写成『\+』、『\?』、『\|』，而且也支持『\1』、『\2』之类反向引用。这样，GNU的vi、grep、sed等工具虽然名义上属于BRE流，但更确切的名称是GNU BRE。
ERE
　　在Linux/Unix常用工具中，egrep、awk则属于ERE这一派，。虽然BRE名为“基本”而ERE名为“扩展”，但ERE并不要求兼容BRE的语法，而是自成一体。因此其中的元字符不用转义（在元字符之前添加反斜线会取消其特殊含义），所以『(ab|cd)』就可以匹配字符串ab或者cd，量词『+』、『?』、『{n,m}』可以直接使用。ERE并没有明确规定支持反向引用，但是不少工具都支持『\1』、『\2』之类的反向引用。
　　GNU出品的egrep等工具就属于ERE流（更准确的名字是GNU ERE），但因为GNU已经对BRE做了不少扩展，所谓的GNU ERE其实只是个说法而已，它有的功能GNU BRE都有了，只是元字符不需要转义而已。
　　下面的表格简要说明了几种POSIX流派的区别[1]（其实，现在的BRE和ERE在功能上并没有什么区别，主要的差异是在元字符的转义上）。
　　几种POSIX流派的说明：
流派说明工具BRE( )、{ }都必须转义使用，不支持+、?、|grep、sed、vi（但vi支持这些多选结构和反向引用）GNU BRE()、{}、+、?、|都必须转义使用GNU grep、GNU sedERE元字符不必转义，+、?、(、)、{、}、|可以直接使用，\1、\2的支持不确定egrep、awk、GNU ERE元字符不必转义，+、?、(、)、{、}、|可以直接使用，支持\1、\2grep  –E、GNU awk，sed -r　　为了方便查阅，下面再用一张表格列出基本的正则功能在常用工具中的表示法，其中的工具GNU的版本为准。
　　常用Linux/Unix工具中的表示法：

注：PCRE中常用\b来表示“单词的起始或结束位置”，但Linux/Unix的工具中，通常用\来匹配“单词的结束位置”，

　　grep
　　grep和egrep支持使用\和\b，\B，支持使用\s,\S,\w,\W但不支持\d,\D，[\w\s\d]
　　只有加-P（大写）选项才支持\D,\d,[\w\s\d]但加了-P不支持\