Python字符串通配符匹配详解：fnmatch, glob, re模块深度解析298

在Python编程中，字符串匹配是常见的任务。有时我们需要匹配精确的字符串，有时则需要更灵活的匹配，例如匹配包含特定模式的字符串。这时，通配符就派上用场了。Python提供了多种方法来实现字符串通配符匹配，本文将深入探讨fnmatch, glob和re三个模块，并比较它们的优缺点，帮助你选择最合适的工具。

1. fnmatch模块：Shell风格通配符匹配

fnmatch模块提供了一种基于shell风格通配符的字符串匹配方式。它支持的通配符包括：
* `*`: 匹配零个或多个任意字符。
* `?`: 匹配任意单个字符。
* `[seq]`: 匹配`seq`中任意一个字符，`seq`可以是字符范围(例如`[a-z]`或`[0-9]`)或单个字符列表(例如`[abc]`)。
* `[!seq]`: 匹配不在`seq`中的任意一个字符。

让我们看一些例子:```python
import fnmatch
filenames = ["", "", "", "", ""]
print((filenames, "*.txt")) # 输出: ['', '', '']
print((filenames, "file?.txt")) # 输出: ['', '']
print((filenames, "file[12].txt")) # 输出: ['', '']
print(("", "*.txt")) # 输出: True
print(("", "*.txt")) # 输出: False
```

fnmatch模块简单易用，适合处理文件名或路径匹配等场景。其主要函数是()和()，前者用于过滤匹配的字符串列表，后者用于判断单个字符串是否匹配。

2. glob模块：文件路径通配符匹配

glob模块提供了更强大的文件路径匹配功能。它也支持shell风格通配符，并且可以用来查找符合指定模式的文件列表。()函数可以返回匹配的文件路径列表。```python
import glob
print(("*.txt")) # 输出：当前目录下所有以.txt结尾的文件路径列表
print(("data/*.csv")) # 输出：data目录下所有以.csv结尾的文件路径列表
print(("report*")) # 输出：所有以report开头的文件路径列表
```

glob模块比fnmatch更侧重于文件系统操作，可以直接返回匹配的文件路径列表，非常方便快捷。但它只支持shell风格的通配符，功能相对有限。

3. re模块：正则表达式匹配

re模块是Python内置的正则表达式模块，提供了最为强大的字符串匹配能力。正则表达式是一种强大的模式匹配工具，可以匹配非常复杂的字符串模式。它拥有丰富的元字符，能够表达更精细的匹配规则。```python
import re
strings = ["apple", "banana", "Apple", "orange", "app1e"]
# 匹配以"app"开头，后面跟着任意字符，最后以"e"结尾的字符串
print((r"^app.*e$", strings)) # 输出: ['apple', 'app1e']
# 忽略大小写匹配"apple"
print((r"apple", "Apple", )) # 输出: ['Apple']
# 匹配数字
print((r"\d+", "There are 123 apples and 456 oranges.")) # 输出: ['123', '456']
```

正则表达式语法相对复杂，需要学习其语法规则才能熟练运用。但其强大的匹配能力使其成为处理各种复杂字符串匹配任务的首选工具。

4. 三种方法比较

| 模块 | 通配符类型 | 功能 | 复杂度 | 适用场景 |
| -------- | --------------- | ----------------------------------- | ---------- | --------------------------------------------------- |
| `fnmatch` | shell风格通配符 | 字符串匹配，过滤列表 | 简单 | 文件名匹配，简单的字符串模式匹配 |
| `glob` | shell风格通配符 | 文件路径匹配，返回文件列表 | 简单 | 文件系统操作，查找符合模式的文件 |
| `re` | 正则表达式 | 强大的字符串匹配，支持各种复杂模式 | 复杂 | 各种复杂的字符串匹配任务，需要精确控制匹配规则 |

5. 选择合适的模块

选择哪个模块取决于你的具体需求：
* 简单的文件名或路径匹配：使用fnmatch或glob。glob更适合直接获取匹配的文件列表。
* 复杂的字符串模式匹配，需要精确控制匹配规则：使用re模块。

本文详细介绍了Python中三种字符串通配符匹配方法，希望能够帮助你更好地理解和应用这些工具，提高你的Python编程效率。

2025-05-17

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