正则表达式：高效的字符串匹配工具

# 第一章：正则表达式简介

## 1.1 什么是正则表达式

正则表达式是一种用来描述字符模式的工具，它可以用来匹配、查找和替换文本中的字符串。它的基本思想是通过特定的语法规则来定义一个字符串的模式，然后使用这个模式去匹配其他字符串。

## 1.2 正则表达式的历史

正则表达式的概念最早起源于20世纪50年代的数学领域，随后在计算机科学中得到了广泛的应用。最早的正则表达式引擎是由Unix操作系统中的grep命令引入的，后来在Perl语言中得到了广泛应用。现在几乎所有的编程语言都内置了对正则表达式的支持。

## 1.3 正则表达式的应用领域

正则表达式在各个领域中都得到了广泛应用。以下是一些常见的应用领域：

- 文本处理：通过正则表达式可以方便地搜索、替换、提取文本中的特定模式。
- 表单验证：可以使用正则表达式来验证用户输入的表单数据是否符合要求。
- 日志分析：正则表达式可以用来提取和分析大量的日志数据。
- 数据清洗：在数据处理过程中，正则表达式可以帮助我们清洗和规范化数据。
- 代码扫描：在软件开发中，可以使用正则表达式来进行代码扫描和检测潜在问题。

## 第二章：正则表达式基础

正则表达式是一种强大的工具，用于在文本中查找、匹配和替换特定模式的字符串。本章将介绍正则表达式的基础知识，包括基本语法、字符类和量词、特殊字符和元字符等内容。让我们深入了解正则表达式的基础知识。
### 第三章：正则表达式的高级应用

正则表达式在实际应用中可以有更多高级的用法，包括分组和捕获、嵌入式标记以及前后顺序断言等。下面我们将详细介绍这些内容：

#### 3.1 分组和捕获

在正则表达式中，我们可以使用小括号来创建分组，以便对其进行捕获或应用特定操作。例如，在匹配日期的正则表达式中，我们可以使用分组来分别捕获年、月、日的信息。示例如下：

import re

date_pattern = r'(\d{4})-(\d{2})-(\d{2})'
date_string = '2019-12-31'

match = re.match(date_pattern, date_string)
if match:
    print("完整匹配：", match.group(0))
    print("年份：", match.group(1))
    print("月份：", match.group(2))
    print("日期：", match.group(3))
else:
    print("日期格式不匹配")

在上面的示例中，我们使用了三组小括号来创建分组，分别捕获了年、月、日的信息，并使用`match.group()`方法来获取每个分组的内容。

#### 3.2 嵌入式标记

嵌入式标记是指在正则表