正则表达式（Regular Expression，简称regex）是用于匹配字符串的一种模式，广泛应用于文本处理、数据验证、搜索和替换等场景。它通过一种特殊的语法来描述一个字符串集合，可以非常灵活地表示各种复杂的字符串格式。
1. **基础概念**：
- **字符类**：例如 `[abc]` 表示匹配 'a'、'b' 或 'c' 中的任意一个字符。
- **量词**：`*` 表示前面的字符出现零次或多次，`+` 表示至少一次，`?` 表示零次或一次，`{n}` 表示恰好 n 次，`{n,}` 表示至少 n 次，`{n,m}` 表示介于 n 和 m 次之间。
- **边界**：`\b` 表示单词边界，`^` 表示行首，`$` 表示行尾。
- **转义字符**：`\` 用于转义特殊字符，如 `\.` 表示匹配实际的点号 '.'。
2. **元字符与预定义字符集**：
- `.`：匹配除换行符外的任何单个字符。
- `\d`：匹配数字 [0-9]。
- `\D`：匹配非数字字符。
- `\w`：匹配字母、数字或下划线 [A-Za-z0-9_]。
- `\W`：匹配非字母、数字或下划线的字符。
- `\s`：匹配任何空白字符，包括空格、制表符、换页符等。
- `\S`：匹配任何非空白字符。
3. **分组与捕获**：
- `( )`：用于创建分组，可以捕获匹配的部分，便于后续处理或引用。
- `\1`、`\2` 等：引用前面的分组内容，`\1` 是第一个分组，`\2` 是第二个分组。
4. **选择与否定**：
- `|`：表示或操作，例如 `cat|dog` 可以匹配 'cat' 或 'dog'。
- `[^abc]`：匹配除了 'a'、'b' 和 'c' 之外的任何字符。
5. **预查与后查**：
- `(?=pattern)`：正向前瞻，确保后面跟着指定的模式。
- `(?!pattern)`：负向前瞻，确保后面不跟着指定的模式。
6. **重复与贪婪与非贪婪**：
- `*?`、`+?`、`??`、`{n,}?`、`{n,m}?`：这些是懒惰量词，只匹配尽可能少的字符，与贪婪量词 (`*`、`+`、`?`、`{n,}`、`{n,m}`) 相反。
7. **零宽断言**：
- `(?=pattern)`：正向先行断言，检查当前位置后面是否能匹配 pattern，但不消耗字符。
- `(?!pattern)`：负向先行断言，检查当前位置后面不能匹配 pattern。
- `(?<=pattern)`：正向后行断言，检查当前位置前面是否匹配 pattern。
- `(?<!pattern)`：负向后行断言，检查当前位置前面不能匹配 pattern。
8. **修饰符**：
- `i`：使匹配对大小写不敏感。
- `g`：全局匹配，找到所有匹配，而不仅仅是第一个。
- `m`：多行模式，使 `^` 和 `$` 分别匹配每一行的开头和结尾。
正则表达式的应用广泛，从简单的字符串查找替换，到复杂的输入验证，再到数据提取和文本分析，都离不开它的身影。熟练掌握正则表达式能极大地提高处理文本的能力和效率。在不同的编程语言中，如JavaScript、Python、Java等，正则表达式的实现可能会有所不同，但基本的语法和概念是相通的。在实际使用时，根据具体语言的文档进行学习和实践是非常必要的。
