一 LEGB作用域

global關鍵字：在函數內部修改全局變量時，必須在函數內部定義全局變量(全局聲明)。
nonlocal關鍵字：在內層函數修改外層嵌套函數內的變量時，也要在內層聲明

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• L（Local）局部作用域:函數內部

import math
# 判斷是否是素數
def is_prime(n):if n <= 1:return Falseif n == 2:# 唯一偶數中的素數return Trueif n % 2 == 0:# 排除所有的偶數return False# 只需判斷到 sqrt(n)的奇數因子max_divisor = math.isqrt(n) + 1for i in range(3, max_divisor, 2):if n % i == 0:return Falsereturn True
"""
其中 max_divisor 是局部變量
"""	

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• E（Enclosing）嵌套作用域:嵌套作用域是指在函數內部可以訪問外部函數定義的變量。每當創建一個新的函數，就會創建一個新的嵌套作用域

def outer():n = 1# 嵌套函數def inner0():print(f'初始時外層函數變量n={n}')# 嵌套函數    def inner1(): nonlocal n # 聲明外部變量n += 1  # 修改外部變量inner0()   print(f"內層函數執行前n={n}")inner1() print(f"內層函數執行后n={n}")outer()
"""
運行結果：
初始時外層函數變量n=1
內層函數執行前n=1
內層函數執行后n=2
"""

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• G（Global）全局作用域:模塊(.py文件)內部

import math
# 判斷是否是素數
def is_prime(n):pass # 上述代碼
nums = [1, 5, 6, 10] # 全局變量
for num in nums:print(f'{num}是素數嗎？ {is_prime(num)}')"""
運行結果：
1是素數嗎？ False
5是素數嗎？ True
6是素數嗎？ False
10是素數嗎？ False
"""

• B（Builtin）內置模塊作用域:builtins.py文件
  

二 re（Regular Expression）

Python 的 re 模塊提供了正則表達式（Regular Expression）操作，用于字符串的匹配、查找、替換和分割等操作。

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預覽

方法	功能	返回值
re.match()	從字符串開頭匹配	Match 或 None
re.search()	搜索整個字符串	Match 或 None
re.findall()	返回所有匹配的列表	list
re.finditer()	返回所有匹配的迭代器	iterator
re.sub()	替換匹配的字符串	str
re.split()	按正則表達式分割	list
re.compile()	預編譯正則表達式	Pattern

1. re.match() —— 從字符串開頭匹配

功能：
從字符串的起始位置開始匹配正則表達式，如果匹配成功返回 Match 對象，否則返回 None。

語法：

re.match(pattern, string, flags=0)

參數：

• pattern：正則表達式模式。
• string：要匹配的字符串。
• flags：可選標志（如 re.IGNORECASE 忽略大小寫）。

示例：

import reresult = re.match(r'hello', 'hello world')
print(result.group())  # 輸出: 'hello'result = re.match(r'world', 'hello world')
print(result)  # 輸出: None（因為 'world' 不在開頭）

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2. re.search() —— 搜索整個字符串

功能：
掃描整個字符串，返回第一個匹配的 Match 對象，如果沒有匹配則返回 None。

語法：

re.search(pattern, string, flags=0)

示例：

import reresult = re.search(r'world', 'hello world')
print(result.group())  # 輸出: 'world'result = re.search(r'python', 'hello world')
print(result)  # 輸出: None

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3. re.findall() —— 返回所有匹配的字符串列表

功能：
返回字符串中所有匹配的子串組成的列表（不返回 Match 對象）。

語法：

re.findall(pattern, string, flags=0)

示例：

import reresult = re.findall(r'\d+', 'a1b22c333')
print(result)  # 輸出: ['1', '22', '333']

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4. re.finditer() —— 返回所有匹配的迭代器

功能：
返回一個迭代器，包含所有匹配的 Match 對象（比 findall 更靈活，可以獲取匹配的位置）。

語法：

re.finditer(pattern, string, flags=0)

示例：

import rematches = re.finditer(r'\d+', 'a1b22c333')
for match in matches:print(match.group(), match.span())  # 輸出: # '1' (1, 2)# '22' (3, 5)# '333' (6, 9)

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5. re.sub() —— 替換匹配的字符串

功能：
用指定的字符串替換所有匹配的子串，并返回替換后的字符串。

語法：

re.sub(pattern, repl, string, count=0, flags=0)

參數：

• repl：替換的字符串（或函數）。
• count：最多替換次數（默認 0 表示全部替換）。

示例：

import reresult = re.sub(r'\d+', 'X', 'a1b22c333')
print(result)  # 輸出: 'aXbXcX'# 使用函數替換
def double_num(match):return str(int(match.group()) * 2)result = re.sub(r'\d+', double_num, 'a1b22c333')
print(result)  # 輸出: 'a2b44c666'

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6. re.split() —— 按正則表達式分割字符串

功能：
用正則表達式匹配的子串作為分隔符，分割字符串并返回列表。

語法：

re.split(pattern, string, maxsplit=0, flags=0)

示例：

import reresult = re.split(r'\d+', 'a1b22c333d')
print(result)  # 輸出: ['a', 'b', 'c', 'd']result = re.split(r'[\s,;]+', 'a,b; c  d')
print(result)  # 輸出: ['a', 'b', 'c', 'd']

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7. re.compile() —— 預編譯正則表達式

功能：
將正則表達式編譯成一個 Pattern 對象，提高多次匹配的效率。

語法：

re.compile(pattern, flags=0)

示例：

import repattern = re.compile(r'\d+')  # 預編譯
result = pattern.findall('a1b22c333')
print(result)  # 輸出: ['1', '22', '333']

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8. Match 對象的常用方法

re.match() 和 re.search() 返回 Match 對象，常用方法：

• group()：返回匹配的字符串。
• start()：返回匹配的起始位置。
• end()：返回匹配的結束位置。
• span()：返回 (start, end) 元組。

示例：

import rematch = re.search(r'\d+', 'a1b22c333')
print(match.group())  # '1'
print(match.span())   # (1, 2)

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三 正則表達式

正則表達式（Regular Expression）是一種強大的文本匹配和處理工具，它使用特定的語法規則來描述字符串的模式。

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1. 基本字符匹配

字符	說明	示例
a	匹配字符 a	re.match(r'a', 'apple') → 匹配 'a'
\\	匹配 \ 本身	re.match(r'\\', '\\') → 匹配 \
\n	換行符
\t	制表符

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2. 元字符（特殊字符）

元字符	說明	示例
.	匹配任意單個字符（除換行符 \n）	re.match(r'a.c', 'abc') → 匹配 'abc'
^	匹配字符串的開頭	re.match(r'^a', 'apple') → 匹配 'a'
$	匹配字符串的結尾	re.search(r'e$', 'apple') → 匹配 'e'
*	匹配前一個字符 0 次或多次	re.match(r'ab*', 'abbb') → 匹配 'abbb'
+	匹配前一個字符 1 次或多次	re.match(r'ab+', 'abbb') → 匹配 'abbb'
?	匹配前一個字符 0 次或 1 次	re.match(r'ab?', 'ab') → 匹配 'ab'
{m}	匹配前一個字符 m 次	re.match(r'a{2}', 'aa') → 匹配 'aa'
{m,n}	匹配前一個字符 m 到 n 次	re.match(r'a{2,4}', 'aaa') → 匹配 'aaa'
[...]	匹配括號內任意一個字符	re.match(r'[abc]', 'b') → 匹配 'b'
[^...]	匹配不在括號內的任意字符	re.match(r'[^abc]', 'd') → 匹配 'd'
`	`	或，匹配左邊或右邊的模式
()	分組，捕獲匹配的子串	re.match(r'(ab)+', 'abab') → 匹配 'abab'

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3. 預定義字符集（轉義字符）

字符	說明	示例
\d	匹配數字（等價于 [0-9]）	re.match(r'\d', '3') → 匹配 '3'
\D	匹配非數字（等價于 [^0-9]）	re.match(r'\D', 'a') → 匹配 'a'
\w	匹配單詞字符（字母、數字、下劃線）	re.match(r'\w', 'a') → 匹配 'a'
\W	匹配非單詞字符	re.match(r'\W', '@') → 匹配 '@'
\s	匹配空白字符（空格、\t、\n等）	re.match(r'\s', ' ') → 匹配 ' '
\S	匹配非空白字符	re.match(r'\S', 'a') → 匹配 'a'

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4. 貪婪匹配 vs 非貪婪匹配

• 貪婪匹配（默認）：盡可能匹配最長的字符串。

  re.match(r'a.*b', 'axxxbxxxb')  # 匹配整個 'axxxbxxxb'
  

• 非貪婪匹配（加 ?）：盡可能匹配最短的字符串。

  re.match(r'a.*?b', 'axxxbxxxb')  # 只匹配 'axxxb'
  

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5. 分組與捕獲

語法	說明	示例
(pattern)	捕獲分組	re.match(r'(\d+)-(\d+)', '123-456') → 分組 ('123', '456')
(?:pattern)	非捕獲分組（不保存匹配結果）	re.match(r'(?:\d+)-(\d+)', '123-456') → 只捕獲 '456'
(?P<name>pattern)	命名分組	re.match(r'(?P<year>\d{4})', '2023') → 分組名 year

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6. 零寬斷言

語法	說明	示例
(?=pattern)	正向先行斷言（后面必須匹配）	re.search(r'a(?=b)', 'ab') → 匹配 'a'（后面是 b）
(?!pattern)	負向先行斷言（后面不能匹配）	re.search(r'a(?!b)', 'ac') → 匹配 'a'（后面不是 b）
(?<=pattern)	正向后行斷言（前面必須匹配）	re.search(r'(?<=a)b', 'ab') → 匹配 'b'（前面是 a）
(?<!pattern)	負向后行斷言（前面不能匹配）	re.search(r'(?<!a)b', 'cb') → 匹配 'b'（前面不是 a）

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7. 常用正則示例

場景	正則表達式	示例
匹配郵箱	r'[\w.-]+@[\w.-]+\.\w+'	'user@example.com'
匹配 URL	r'https?://[\w.-]+(?:/[\w.-]*)*'	'https://example.com'
匹配手機號	r'1[3-9]\d{9}'	'13800138000'
匹配日期	r'\d{4}-\d{2}-\d{2}'	'2023-10-01'
提取 HTML 標簽內容	r'<(\w+)>(.*?)</\1>'	'<h1>Title</h1>' → 分組 ('h1', 'Title')

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