[Linux] 정규표현식 총 정리 | Regular Expression, 메타문자, 문자 그룹핑, 문자열 패턴

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2024.04.07 - [명령어] - [Linux] 자주사용하는 cat, grep 명령어 | 옵션 정리

[Linux] 자주사용하는 cat, grep 명령어 | 옵션 정리

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1. 정규 표현식의 기본 개념

• 목적: 문자열 내에서 특정 패턴(예: 이메일 주소, 전화번호, 특정 단어 등)을 검색하거나, 해당 패턴을 기준으로 문자열을 분리, 치환, 추출할 때 사용합니다.
• 표현 방식: 일반 텍스트와 메타문자(특수문자)를 조합하여 패턴을 표현합니다.

 

2. 주요 구성 요소 및 메타문자

2.1 리터럴(Literal)

• 의미: 그냥 문자 그대로를 의미.
• 예: abc는 문자열 "abc"와 매칭.

 

2.2 메타문자(Metacharacters)

• . (닷)
  • 의미: 줄바꿈(\\n)을 제외한 모든 단일 문자와 매칭.
  • 예: a.c는 "abc", "a1c", "a c" 등을 매칭.
• ^ (캐럿)
  • 의미: 문자열의 시작.
  • 예: ^Hello는 "Hello"로 시작하는 문자열과 매칭.
• $ (달러)
  • 의미: 문자열의 끝.
  • 예: world$는 "world"로 끝나는 문자열과 매칭.
• *, +, ?, {m,n} (반복 Quantifiers)
  • *: 0회 이상 반복 (예: ab*c는 "ac", "abc", "abbc" 등을 매칭)
  • +: 1회 이상 반복 (예: ab+c는 "abc", "abbc" 등, "ac"는 불매칭)
  • ?: 0회 또는 1회 반복 (예: ab?c는 "ac"와 "abc" 매칭)
  • {m,n}: 최소 m회, 최대 n회 반복 (예: a{2,4}는 "aa", "aaa", "aaaa" 매칭)
• [] (문자 클래스)
  • 의미: 대괄호 안에 있는 문자들 중 한 문자와 매칭.
  • 예: [abc]는 "a", "b", "c" 중 하나와 매칭.
  • 범위 지정: [a-z]는 소문자 알파벳 전체와 매칭.
  • 부정: [^abc]는 "a", "b", "c"를 제외한 모든 문자와 매칭.
• | (파이프)
  • 의미: OR 조건.
  • 예: cat|dog는 "cat" 또는 "dog"와 매칭.
• () (소괄호)
  • 캡처 그룹 (Capturing Group):
    • 괄호 안에 있는 부분을 하나의 그룹으로 묶어서 매칭한 내용을 저장.
    • 예: (abc)는 "abc"와 매칭되며, 매칭된 결과를 그룹으로 참조 가능.
  • 비캡처 그룹 (Non-Capturing Group):
    • (?: ... )와 같이 사용하며, 그룹화는 하지만 캡처(저장)는 하지 않음.
    • 예: (?:abc)는 "abc"와 매칭되지만, 그룹으로 따로 저장하지 않음.
• \ (역슬래시)
  • 이스케이프 문자:
    • 메타문자를 일반 문자로 취급하거나, 특별한 문자 클래스를 지정할 때 사용.
    • 예: \.는 실제 점(.) 문자와 매칭.
  • 특수 시퀀스:
    • \d : 숫자와 매칭 (0-9)
    • \w : 단어 문자 (알파벳, 숫자, 밑줄)
    • \s : 공백 문자 (스페이스, 탭, 줄바꿈 등)
    • 대문자 버전(\D, \W, \S)는 각각 반대 개념을 의미합니다.

•  

 

4. 부정 패턴

• 부정 문자 클래스: [^...]
  • [^0-9]는 숫자가 아닌 문자에 일치
• 부정 전방 탐색: (?!...)
  • \b(?!abc)\w+\b 는 "abc" 로 시작하지 않는 단어를 찾음.

 

5. 추가 개념

5.1 캡처 그룹과 역참조 (Backreference)

• 캡처 그룹:
  • 괄호 ()를 사용하여 특정 부분을 캡처합니다.
  • 예: 정규식 (\\d{3})-(\\d{4})는 전화번호 형식 "123-4567"에서 앞 3자리와 뒤 4자리를 각각 캡처합니다.
• 역참조:
  • 캡처한 그룹을 나중에 다시 참조할 수 있습니다.
  • 예: 정규식 (\\w+)\\s+\\1은 같은 단어가 연속으로 나타나는 경우("hello hello")를 매칭합니다.

괄호로 둘러싼 단위는 그룹을 나타내고, 그룹은 전체 패턴 내에서 다시 하나로 묶여지는 패턴 조각을 나타낸다

예시	결과
(tom|pot)	tomato, potato
(a|i)(3)(bc)	aaabc, iiibc, aiabc, iiabc …

• 참조: 매칭된 그룹을 재사용할 수 있음.
  • (\d{3})-\1 은 3자리 숫자가 반복되는 패턴을 찾음. (예: "123-123")

 

5.2 탐욕적(Greedy) vs. 비탐욕적(Lazy) 매칭

• 탐욕적 매칭:
  • 기본적으로 정규식은 가능한 한 많이 매칭하려고 합니다.
  • 예: a.*b는 "a"부터 마지막 "b"까지 모두 매칭할 수 있음.
• 비탐욕적 매칭:
  • ?를 추가하여 최소한으로 매칭하도록 지정할 수 있습니다.
  • 예: a.*?b는 "a"부터 첫 번째 "b"까지 매칭합니다.

 

5.3 전방탐색(lookahead)과 후방탐색(lookbehind)

• 전방탐색 (Positive Lookahead):
  • (?=...) 형식으로 사용하며, 특정 패턴이 뒤따르는지 확인하지만 그 부분은 매칭 결과에 포함하지 않습니다.
  • 예: \\w+(?=\\d)는 뒤에 숫자가 오는 단어를 매칭하지만 숫자는 포함하지 않습니다.
• 후방탐색 (Positive Lookbehind):
  • (?<=...) 형식으로 사용하며, 특정 패턴이 앞에 있는지 확인합니다.
  • 예: (?<=\\$)\\d+는 "$" 기호 뒤에 나오는 숫자를 매칭합니다.
• 부정 전방/후방 탐색:
  • 각각 (?!...)와 (?<!...)를 사용하여 특정 패턴이 뒤따르거나 앞에 오지 않는 경우를 매칭합니다.

 

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메타문자/기호	설명	예시	용도
.	줄바꿈(\n)을 제외한 임의의 한 문자와 매칭	a.c → “abc”, “a1c”, “ac”	단일 문자 매칭
^	문자열의 시작을 의미	^Hello → “Hello World”	문자열 시작 확인
$	문자열의 끝을 의미	world$ → “Hello world”	문자열 끝 확인
*	0회 이상 반복	ab*c → “ac”, “abc”, “abbbbc”	반복 횟수 지정없이 매칭
+	1회 이상 반복	ab+c → “abc”, “abbc”	최소 1회 이상 매칭
?	0 또는 1회 반복	ab?c → “ac”, “abc”  a.*?b → “a”부터 첫 번째 “b”까지 매칭	선택적 매칭 또는 비탐욕적 매칭
{m}	정확히 m회 반복	a{3} → “aaa”	반복 횟수 고정
{m, }	최소 m회 이상 반복	a{2, } → “aa”, “aaa”, “aaaa..”	하한선 지정
{m, n}	최소 m회, 최대 n회 반복	a{2,4} → “aa”, “aaa”, “aaaa”	반복 횟수 범위 지정
[…]	대괄호 안의 문자들 중 한 문자와 매칭	[abc] → “a”, “b”, “c” [a-z] → 모든 소문자	문자 집합 지정
[^…]	대괄호 안의 문자를 제외한 한 문자와 매칭 (부정 패턴)	[^abc] → “d”, “e”,…”z”	특정 문자들을 제외한 매칭
()	캡처 그룹: 괄호 내 패턴을 그룹으로 묶어 캡처하여 참조 가능	(abc) → “abc” 매칭 후 그룹으로 참조 가능	그룹화 및 역참조 가능
(?:…)	비캡처 그룹 : 그룹핑은 하되 캡처는 안함	(?:abc) → “abc”	그룹핑은 하되 캡쳐가 필요없는 경우
\	이스케이프 문자: 메타문자를 일반 문자로 취급	\. → “.” \\ → “\”	메타문자 이스케이프
\d	하나의 숫자와 매칭	\d → “5”, “3”, …	숫자 매칭
\D	숫자 외 문자와 매칭	\D → “v”, “@”	숫자 반대 개념
\w	단어 문자 (알파벳, 숫자, 밑줄) 매칭	\w → “t”, “3”, “_”	단어 구성 문자
\W	단어 문자 외 문자 매칭	\W → “!”, “ ”	단어 문자 반대 개념
\s	공백 문자 (스페이스, 탭, 줄바꿈 등) 매칭	\s → “ “. “\t”, “\n”	공백 문자 매칭
\S	공백 문자 외 문자 매칭	\S → “a”, “1”, “#”	공백 문자 반대 개념
(?=…)	전방 탐색 : 뒤따르는 패턴이 있는지 확인	\w+(?=\d) → 숫자 바로 앞 단어	조건 검사
(?!…)	부정 전방 탐색 : 뒤따르는 패턴이 없는 경우만 매칭	\w+(?!\d) → 숫자가 뒤따르지 않는 단어	부정 조건 검사
(?<=…)	후방 탐색 : 앞에 특정 패턴이 있는지 확인	(?<=\$)\d+ → “$” 뒤의 숫자들	조건 검사
(?<!…)	부정 후방 탐색 : 앞에 특정 패턴이 없는 경우에만 매칭	(?<!\$)\d → “$” 가 앞에 없는 숫자들	부정 조건 검사

 

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