Python 利用 fnmatch 模块进行 Shell 风格字符串匹配

fnmatch 模块基础

fnmatch 模块提供了两个核心函数：fnmatch() 和 fnmatchcase()。它们允许使用 Shell 风格的通配符（如 *、?、[]）对字符串进行模式匹配，而不仅仅局限于文件名。

通配符规则

• *：匹配所有字符。
• ?：匹配任意单个字符。
• [seq]：匹配 seq 中的任一字符。
• [!seq]：匹配不在 seq 中的任一字符。

大小写敏感性的关键差异

理解 fnmatch() 和 fnmatchcase() 的区别至关重要，这取决于你的运行环境和需求。

fnmatch()：遵循文件系统规则

fnmatch() 的大小写匹配行为与底层文件系统一致：

• 在 Windows 系统上，文件名通常不区分大小写。因此，fnmatch('mark.txt', '*.TXT') 会返回 True。
• 在 macOS/Linux 系统上，文件名通常区分大小写。因此，fnmatch('mark.txt', '*.TXT') 会返回 False。

这意味着，如果你需要在跨平台环境中进行严格匹配，fnmatch() 的行为可能不一致。

fnmatchcase()：严格区分大小写

若需完全根据提供的大小写进行匹配，应使用 fnmatchcase()。该函数在 Windows 和 Unix 系统上的行为一致，始终区分大小写。

from fnmatch import fnmatchcase

# 严格匹配，区分大小写
print(fnmatchcase('mark.txt', '*.TXT'))  # 输出: False

非文件名场景的应用示例

fnmatch 不仅限于文件名，还可用于处理任意字符串。以下示例展示了如何过滤一组街道地址数据。

地址过滤实战

假设有一组包含门牌号、街道名、城市和缩写的地址列表，我们需要筛选出符合特定模式的地址（例如：门牌号在 111-135 之间，且城市为北京 BJ）。

from fnmatch import fnmatchcase

# 原始地址数据
address = [
    '111 A 上海 SH',
    '112 B 上海 SH',
    '113 C 上海 SH',
    '124 D 北京 BJ',
    '138 E 北京 BJ',
    '145 F 北京 BJ',
]

# 使用 fnmatchcase 进行严格匹配
# 模式 '1[1-3][1-5]*BJ' 含义：
# 1: 以 1 开头
# [1-3]: 第二位数字在 1 到 3 之间
# [1-5]: 第三位数字在 1 到 5 之间
# *: 中间任意字符
# BJ: 以 BJ 结尾
result = [addr for addr in address if fnmatchcase(addr, '1[1-3][1-5]*BJ')]

print(result)

运行上述代码，result 将包含：

['124 D 北京 BJ']

注意：138 E 北京 BJ 未被选中，因为其门牌号第三位是 8，超出了 [1-5] 的范围。

总结

利用 fnmatch 模块，你可以轻松实现基于 Shell 通配符的字符串匹配。关键在于根据需求选择函数：fnmatch() 适用于模拟文件系统行为（注意平台差异），而 fnmatchcase() 适用于需要严格大小写控制的场景。通过列表推导式结合通配符模式，可以高效地过滤和提取目标数据。

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