【证】( 1 )不妨设 a 、 b 、 c 中 a 为最大.
因为 2 ( a 2 b 2 b 2 c 2 c 2 a 2 ) - ( a 4 b 4 c 4 ) = ( 2ab ) 2 - ( a 2 b 2 -c 2 ) 2 ≥ 0
所以
2ab ≥ a 2 b 2 -c 2
a 2 b 2 c 2 = ( a 2 b 2 -c 2 ) 2c 2 ≤ 2ab 2c 2
≤ 2 ( ab bc ca )
( 2 )( * )的逆命题:设 a 、 b 、 c 是非负实数.如果 a 2 b 2 c 2 ≤ 2 ( ab bc ca ),
则
a 4 b 4 c 4 ≤ 2 ( a 2 b 2 b 2 c 2 c 2 a 2 )
这逆命题不真,例如 a=4 , b=c=1 时
a 2 b 2 c 2 =2 ( ab bc ca ) =18
而 a 4 b 4 c 4 =258 > 2 ( a 2 b 2 b 2 c 2 c 2 a 2 ) =66
【评注】 a 4 b 4 c 4 < 2 ( a 2 b 2 b 2 c 2 c 2 a 2 )是 a 、 b 、 c 构成三角形的充分必要条件 ,而且在构成三角形时,设三角形面积为δ,则
16 δ 2 =2 ( a 2 b 2 b 2 c 2 c 2 a 2 ) -a 4 -b 4 -c 4 > 0
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经典正则表达式
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c o n t e n t s
regular expressions usage is explained by examples in the sections that follow. most examples are presented as substitution commands or as file search commands, but they are representative examples and the concepts can be applied in the use of tools such as sed, awk, perl and other programs that support regular expressions. have a look at for examples of regular expression usage in other tools. of vi's substitution command and syntax is provided at the end of this document.
in the simplest case, a regular expression looks like a standard search string. for example, the regular expression "testing" contains no metacharacters. it will match "testing" and "123testing" but it will not match "testing".
to really make good use of regular expressions it is critical to understand metacharacters. the table below lists metacharacters and a short explanation of their meaning.
metacharacter | description | |
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matches any single character. for example the regular expression r.t would match the strings rat, rut, r t, but not root. | |
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matches the end of a line. for example, the regular expression weasel$ would match the end of the string "he's a weasel" but not the string "they are a bunch of weasels." | |
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matches the beginning of a line. for example, the regular expression ^when in would match the beginning of the string "when in the course of human events" but would not match "what and when in the" . | |
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matches zero or more occurences of the character immediately preceding. for example, the regular expression .* means match any number of any characters. | |
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this is the quoting character, use it to treat the following character as an ordinary character. for example, \$ is used to match the dollar sign character ($) rather than the end of a line. similarly, the expression \. is used to match the period character rather than any single character. | |
[c1-c2] [^c1-c2] |
matches any one of the characters between the brackets. for example, the regular expression r[aou]t matches rat, rot, and rut, but not ret. ranges of characters can specified by using a hyphen. for example, the regular expression [0-9] means match any digit. multiple ranges can be specified as well. the regular expression [a-za-z] means match any upper or lower case letter. to match any character except those in the range, the complement range, use the caret as the first character after the opening bracket. for example, the expression [^269a-z] will match any characters except 2, 6, 9, and upper case letters. | |
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matches the beginning (\<) or end (\>) or a word. for example, \ |
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treat the expression between \( and \) as a group. also, saves the characters matched by the expression into temporary holding areas. up to nine pattern matches can be saved in a single regular expression. they can be referenced as \1 through \9. | |
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or two conditions together. for example (him|her) matches the line "it belongs to him" and matches the line "it belongs to her" but does not match the line "it belongs to them." note: this metacharacter is not supported by all applications. | |
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matches one or more occurences of the character or regular expression immediately preceding. for example, the regular expression 9 matches 9, 99, 999. note: this metacharacter is not supported by all applications. | |
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matches 0 or 1 occurence of the character or regular expression immediately preceding.note: this metacharacter is not supported by all applications. | |
\{ i , j \} |
match a specific number of instances or instances within a range of the preceding character. for example, the expression a[0-9]\{3\} will match "a" followed by exactly 3 digits. that is, it will match a123 but not a1234. the expression [0-9]\{4,6\} any sequence of 4, 5, or 6 digits. note: this metacharacter is not supported by all applications. |
the simplest metacharacter is the dot. it matches any one character (excluding the newline character). consider a file named test.txt consisting of the following lines:
to match characters at the beginning of a line use the circumflex character (sometimes called a caret). for example, to find the lines containing the word "he" at the beginning of each line in the file test.txt you might first think the use the simple expression he. however, this would match the in the third line. the regular expression ^he only matches the h at the beginning of a line.
sometimes it is easier to indicate something what should not be matched rather than all the cases that should be matched. when the circumflex is the first character between the square brackets it means to match any character which is not in the range. for example, to match he when it is not preceded by t or s, the following regular expression can be used: [^st]he.
several character ranges can be specified between the square brackets. for example, the regular expression [a-za-z] matches any letter in the alphabet, upper or lower case. the regular expression [a-za-z][a-za-z]* matches a letter followed by zero or more letters. we can use the metacharacter to do the same thing. that is, the regular expression [a-za-z] means the same thing as [a-za-z][a-za-z]*. note that the metacharacter is not supported by all programs that have regular expressions. see for more details.
to specify the number of occurrences matched, use the braces (they must be escaped with a backslash). as an example, to match all instances of 100 and 1000 but not 10 or 10000 use the following: 10\{2,3\}. this regular expression matches a the digit 1 followed by either 2 or 3 0's. a useful variation is to omit the second number. for example, the regular expression 0\{3,\} will match 3 or more successive 0's.
原著:steve mansour
sman@scruznet.com
revised: june 5, 1999
(copied by jm /at/ jmason.org from http://www.scruz.net/~sman/regexp.htm, after the original disappeared! )
翻译:neo lee
neo.lee@gmail.com
2004年10月16日
译者按:原文因为年代久远,文中很多链接早已过期(主要是关于vi、sed等工具的介绍和手册),本译文中已将此类链接删除,如需检查这些链接可以查看上面链接的原文。除此之外基本照原文直译,括号中有“译者按”的部分是译者补充的说明。如有内容方面的问题请直接和steve mansor联系,当然,如果你只写中文,也可以和我联系。
我们将在如下的章节中利用一些例子来解释正则表达式的用法,绝大部分的例子是基于vi中的文本替换命令和grep文件搜索命令来书写的,不过它们都是比较典型的例子,其中的概念可以在sed、awk、perl和其他支持正则表达式的编程语言中使用。你可以看看这一节,其中有一些在别的工具中使用正则表达式的例子。还有一个关于vi中文本替换命令(s)的附在文后供参考。
在最简单的情况下,一个正则表达式看上去就是一个普通的查找串。例如,正则表达式"testing"中没有包含任何元字符,,它可以匹配"testing"和"123testing"等字符串,但是不能匹配"testing"。
要想真正的用好正则表达式,正确的理解元字符是最重要的事情。下表列出了所有的元字符和对它们的一个简短的描述。
元字符 | 描述 | |
---|---|---|
匹配任何单个字符。例如正则表达式r.t匹配这些字符串:rat、rut、r t,但是不匹配root。 | ||
匹配行结束符。例如正则表达式weasel$ 能够匹配字符串"he's a weasel"的末尾,但是不能匹配字符串"they are a bunch of weasels."。 | ||
匹配一行的开始。例如正则表达式^when in能够匹配字符串"when in the course of human events"的开始,但是不能匹配"what and when in the"。 | ||
匹配0或多个正好在它之前的那个字符。例如正则表达式.*意味着能够匹配任意数量的任何字符。 | ||
这是引用府,用来将这里列出的这些元字符当作普通的字符来进行匹配。例如正则表达式\$被用来匹配美元符号,而不是行尾,类似的,正则表达式\.用来匹配点字符,而不是任何字符的通配符。 | ||
[c1-c2] [^c1-c2] | 匹配括号中的任何一个字符。例如正则表达式r[aou]t匹配rat、rot和rut,但是不匹配ret。可以在括号中使用连字符-来指定字符的区间,例如正则表达式[0-9]可以匹配任何数字字符;还可以制定多个区间,例如正则表达式[a-za-z]可以匹配任何大小写字母。另一个重要的用法是“排除”,要想匹配除了指定区间之外的字符——也就是所谓的补集——在左边的括号和第一个字符之间使用^字符,例如正则表达式[^269a-z] 将匹配除了2、6、9和所有大写字母之外的任何字符。 | |
匹配词(word)的开始(\<)和结束(\>)。例如正则表达式\ | ||
将 \( 和 \) 之间的表达式定义为“组”(group),并且将匹配这个表达式的字符保存到一个临时区域(一个正则表达式中最多可以保存9个),它们可以用 \1 到\9 的符号来引用。 | ||
将两个匹配条件进行逻辑“或”(or)运算。例如正则表达式(him|her) 匹配"it belongs to him"和"it belongs to her",但是不能匹配"it belongs to them."。注意:这个元字符不是所有的软件都支持的。 | ||
匹配1或多个正好在它之前的那个字符。例如正则表达式9 匹配9、99、999等。注意:这个元字符不是所有的软件都支持的。 | ||
匹配0或1个正好在它之前的那个字符。注意:这个元字符不是所有的软件都支持的。 | ||
\{i,j\} | 匹配指定数目的字符,这些字符是在它之前的表达式定义的。例如正则表达式a[0-9]\{3\} 能够匹配字符"a"后面跟着正好3个数字字符的串,例如a123、a348等,但是不匹配a1234。而正则表达式[0-9]\{4,6\} 匹配连续的任意4个、5个或者6个数字字符。注意:这个元字符不是所有的软件都支持的。 |
最简单的元字符是点,它能够匹配任何单个字符(注意不包括新行符)。假定有个文件test.txt包含以下几行内容:
要想匹配行首的字符要使用抑扬字符(^)——又是也被叫做插入符。例如,想找到text.txt中行首"he"打头的行,你可能会先用简单表达式he,但是这会匹配第三行的the,所以要使用正则表达式^he,它只匹配在行首出现的h。
有时候指定“除了×××都匹配”会比较容易达到目的,当抑扬字符(^)出现在方括号中是,它表示“排除”,例如要匹配he ,但是排除前面是t or s的情性(也就是the和she),可以使用:[^st]he。
可以使用方括号来指定多个字符区间。例如正则表达式[a-za-z]匹配任何字母,包括大写和小写的;正则表达式[a-za-z][a-za-z]* 匹配一个字母后面接着0或者多个字母(大写或者小写)。当然我们也可以用元字符 做到同样的事情,也就是:[a-za-z] ,和[a-za-z][a-za-z]*完全等价。但是要注意元字符 并不是所有支持正则表达式的程序都支持的。关于这一点可以参考后面的。
要指定特定数量的匹配,要使用大括号(注意必须使用反斜杠来转义)。想匹配所有100和1000的实例而排除10和10000,可以使用:10\{2,3\},这个正则表达式匹配数字1后面跟着2或者3个0的模式。在这个元字符的使用中一个有用的变化是忽略第二个数字,例如正则表达式0\{3,\} 将匹配至少3个连续的0。
这里有一些有代表性的、比较简单的例子。
vi 命令 | 作用 |
:%s/ */ /g | 把一个或者多个空格替换为一个空格。 |
:%s/ *$// | 去掉行尾的所有空格。 |
:%s/^/ / | 在每一行头上加入一个空格。 |
:%s/^[0-9][0-9]* // | 去掉行首的所有数字字符。 |
:%s/b[aeio]g/bug/g | 将所有的bag、beg、big和bog改为bug。 |
:%s/t\([aou]\)g/h\1t/g | 将所有tag、tog和tug分别改为hat、hot和hug(注意用group的用法和使用\1引用前面被匹配的字符)。 |
将所有方法foo(a,b,c)的实例改为foo(b,a,c)。这里a、b和c可以是任何提供给方法foo()的参数。也就是说我们要实现这样的转换:
之前 | 之后 | |
foo(10,7,2) | foo(7,10,2) | |
foo(x 13,y-2,10) | foo(y-2,x 13,10) | |
foo( bar(8), x y z, 5) | foo( x y z, bar(8), 5) |
下面这条替换命令能够实现这一魔法:
现在让我们把它打散来加以分析。写出这个表达式的基本思路是找出foo()和它的括号中的三个参数的位置。第一个参数是用这个表达式来识别的::\([^,]*\),我们可以从里向外来分析它:
[^,] | 除了逗号之外的任何字符 | |
[^,]* | 0或者多个非逗号字符 | |
\([^,]*\) | 将这些非逗号字符标记为\1,这样可以在之后的替换模式表达式中引用它 | |
\([^,]*\), | 我们必须找到0或者多个非逗号字符后面跟着一个逗号,并且非逗号字符那部分要标记出来以备后用。 |
现在正是指出一个使用正则表达式常见错误的最佳时机。为什么我们要使用[^,]*这样的一个表达式,而不是更加简单直接的写法,例如:.*,来匹配第一个参数呢?设想我们使用模式.*来匹配字符串"10,7,2",它应该匹配"10,"还是"10,7,"?为了解决这个两义性(ambiguity),正则表达式规定一律按照最长的串来,在上面的例子中就是"10,7,",显然这样就找出了两个参数而不是我们期望的一个。所以,我们要使用[^,]*来强制取出第一个逗号之前的部分。
这个表达式我们已经分析到了:foo(\([^,]*\),这一段可以简单的翻译为“当你找到foo(就把其后直到第一个逗号之前的部分标记为\1”。然后我们使用同样的办法标记第二个参数为\2。对第三个参数的标记方法也是一样,只是我们要搜索所有的字符直到右括号。我们并没有必要去搜索第三个参数,因为我们不需要调整它的位置,但是这样的模式能够保证我们只去替换那些有三个参数的foo()方法调用,在foo()是一个重载(overoading)方法时这种明确的模式往往是比较保险的。然后,在替换部分,我们找到foo()的对应实例,然后利用标记好的部分进行替换,是的第一和第二个参数交换位置。
这里有几行我们现在的数据:
下面就是第一个替换命令:
下面这个替换命令则用来去除空格:
billy tried really hard而你想把"really"、"really really",以及任意数量连续出现的"really"字符串换成一个简单的"very"(simple is good!),那么以下命令:
sally tried really really hard
timmy tried really really really hard
johnny tried really really really really hard
:%s/\(really \)\(really \)*/very /就会把上述的文本变成:
billy tried very hard表达式\(really \)*匹配0或多个连续的"really "(注意结尾有个空格),而\(really \)\(really \)* 匹配1个或多个连续的"really "实例。
sally tried very hard
timmy tried very hard
johnny tried very hard
当然,你也可以在visual c 编辑器中使用re。选择edit->replace,然后选择"regular expression"选择框,find what输入框对应上面介绍的vi命令:%s/pat1/pat2/g中的pat1部分,而replace输入框对应pat2部分。但是,为了得到vi的执行范围和g选项,你要使用replace all或者适当的手工find next and replace(译者按:知道为啥有人骂微软弱智了吧,虽然vc中可以选中一个范围的文本,然后在其中执行替换,但是总之不够vi那么灵活和典雅)。
sed是stream editor的缩写,是unix下常用的基于文件和管道的编辑工具,可以在手册中得到关于sed的详细信息。
这里是一些有趣的sed脚本,假定我们正在处理一个叫做price.txt的文件。注意这些编辑并不会改变源文件,sed只是处理源文件的每一行并把结果显示在标准输出中(当然很容易使用重定向来定制):
sed脚本 | 描述 | |
sed 's/^$/d' price.txt | 删除所有空行 | |
sed 's/^[ \t]*$/d' price.txt | 删除所有只包含空格或者制表符的行 | |
sed 's/"//g' price.txt | 删除所有引号 |
在aho,weinberger和kernighan的书the awk programming language中有很多很好的awk的例子,请不要让下面这些微不足道的脚本例子限制你对awk强大能力的理解。我们同样假定我们针对price.txt文件进行处理,跟sed一样,awk也只是把结果显示在终端上。
awk脚本 | 描述 | |
awk '$0 !~ /^$/' price.txt | 删除所有空行 | |
awk 'nf > 0' price.txt | awk中一个更好的删除所有行的办法 | |
awk '$2 ~ /^[jt]/ {print $3}' price.txt | 打印所有第二个字段是'j'或者't'打头的行中的第三个字段 | |
awk '$2 !~ /[mm]isc/ {print $3 $4}' price.txt | 针对所有第二个字段不包含'misc'或者'misc'的行,打印第3和第4列的和(假定为数字) | |
awk '$3 !~ /^[0-9] \.[0-9]*$/ {print $0}' price.txt | 打印所有第三个字段不是数字的行,这里数字是指d.d或者d这样的形式,其中d是0到9的任何数字 | |
awk '$2 ~ /john|fred/ {print $0}' price.txt | 如果第二个字段包含'john'或者'fred'则打印整行 |
下面的例子中我们假定在文件phone.txt中包含以下的文本,——其格式是姓加一个逗号,然后是名,然后是一个制表符,然后是电话号码:
francis, john 5-3871
wong, fred 4-4123
jones, thomas 1-4122
salazar, richard 5-2522
grep命令 | 描述 | |
grep '\t5-...1' phone.txt | 把所有电话号码以5开头以1结束的行打印出来,注意制表符是用\t表示的 | |
grep '^s[^ ]* r' phone.txt | 打印所有姓以s打头和名以r打头的行 | |
grep '^[jw]' phone.txt | 打印所有姓开头是j或者w的行 | |
grep ', ....\t' phone.txt | 打印所有姓是4个字符的行,注意制表符是用\t表示的 | |
grep -v '^[jw]' phone.txt | 打印所有不以j或者w开头的行 | |
grep '^[m-z]' phone.txt | 打印所有姓的开头是m到z之间任一字符的行 | |
grep '^[m-z].*[12]' phone.txt | 打印所有姓的开头是m到z之间任一字符,并且点号号码结尾是1或者2的行 |
egrep command | description | |
egrep '(john|fred)' phone.txt | 打印所有包含名字john或者fred的行 | |
egrep 'john|22$|^w' phone.txt | 打印所有包含john 或者以22结束或者以w的行 | |
egrep 'net(work)?s' report.txt | 从report.txt中找到所有包含networks或者nets的行 |
命令或环境 | . | [ ] | ^ | $ | \( \) | \{ \} | ? | | | ( ) | |
vi | x | x | x | x | x | |||||
visual c | x | x | x | x | x | |||||
awk | x | x | x | x | x | x | x | x | ||
sed | x | x | x | x | x | x | ||||
tcl | x | x | x | x | x | x | x | x | x | |
ex | x | x | x | x | x | x | ||||
grep | x | x | x | x | x | x | ||||
egrep | x | x | x | x | x | x | x | x | x | |
fgrep | x | x | x | x | x | |||||
perl | x | x | x | x | x | x | x | x | x |
s 表示其后是一个替换命令。
pat1 这是要查找的一个正则表达式,这篇文章中有一大堆例子。
g 可选标志,带这个标志表示替换将针对行中每个匹配的串进行,否则则只替换行中第一个匹配串。