以前我们用grep在一个文件中找出包含某些字符串的行，比如在头文件中找出一个宏定义。其实grep还可以找出符合某个模式（Pattern）的一类字符串。例如找出所有符合xxxxx@模式的字符串（也就是email地址），要求x字符可以是字母、数字、下划线、小数点或减号，email地址的每一部分可以有一个或多个x字符，例如abc.d@、1_2@987-6.54，当然符合这个模式的不全是合法的email地址，但至少可以做一次初步筛选，筛掉a.b、c@d等肯定不是email地址的字符串。再比如，找出所有符合yyy.yyy.yyy.yyy模式的字符串（也就是IP地址），要求y是0-9的数字，IP地址的每一部分可以有1-3个y字符。
如果要用grep查找一个模式，如何表示这个模式，这一类字符串，而不是一个特定的字符串呢？从这两个简单的例子可以看出，要表示一个模式至少应该包含以下信息：
字符类（Character Class）：如上例的x和y，它们在模式中表示一个字符，但是取值范围是一类字符中的任意一个。
数量限定符（Quantifier）： 邮件地址的每一部分可以有一个或多个x字符，IP地址的每一部分可以有1-3个y字符
各种字符类以及普通字符之间的位置关系：例如邮件地址分三部分，用普通字符@和.隔开，IP地址分四部分，用.隔开，每一部分都可以用字符类和数量限定符描述。为了表示位置关系，还有位置限定符（Anchor）的概念，将在下面介绍。
规定一些特殊语法表示字符类、数量限定符和位置关系，然后用这些特殊语法和普通字符一起表示一个模式，这就是正则表达式（Regular Expression）。例如email地址的正则表达式可以写成[a-zA-Z0-9_.-]+@[a-zA-Z0-9_.-]+.[a-zA-Z0-9_.-]+，IP地址的正则表达式可以写成[0-9]{1,3}.[0-9]{1,3}.[0-9]{1,3}.[0-9]{1,3}。下一节介绍正则表达式的语法，我们先看看正则表达式在grep中怎么用。例如有这样一个文本文件testfile：
192.168.1.1
1234.234.04.5678
123.4234.045.678
abcde
查找其中包含IP地址的行：
$ egrep '[0-9]{1,3}\.[0-9]{1,3}\.[0-9]{1,3}\.[0-9]{1,3}' testfile
192.168.1.1
1234.234.04.5678
egrep相当于grep -E，表示采用Extended正则表达式语法。grep的正则表达式有Basic和Extended两种规范，它们之间的区别下一节再解释。另外还有fgrep命令，相当于grep -F，表示只搜索固定字符串而不搜索正则表达式模式，不会按正则表达式的语法解释后面的参数。
注意正则表达式参数用单引号括起来了，因为正则表达式中用到的很多特殊字符在Shell中也有特殊含义（例如\），只有用单引号括起来才能保证这些字符原封不动地传给grep命令，而不会被Shell解释掉。
192.168.1.1符合上述模式，由三个.隔开的四段组成，每段都是1到3个数字，所以这一行被找出来了，可为什么1234.234.04.5678也被找出来了呢？因为grep找的是包含某一模式的行，这一行包含一个符合模式的字符串234.234.04.567。相反，123.4234.045.678这一行不包含符合模式的字符串，所以不会被找出来。
grep是一种查找过滤工具，正则表达式在grep中用来查找符合模式的字符串。其实正则表达式还有一个重要的应用是验证用户输入是否合法，例如用户通过网页表单提交自己的email地址，就需要用程序验证一下是不是合法的email地址，这个工作可以在网页的Javascript中做，也可以在网站后台的程序中做，例如PHP、Perl、Python、Ruby、Java或C，所有这些语言都支持正则表达式，可以说，目前不支持正则表达式的编程语言实在很少见。除了编程语言之外，很多UNIX命令和工具也都支持正则表达式，例如grep、vi、sed、awk、emacs等等。“正则表达式”就像“变量”一样，它是一个广泛的概念，而不是某一种工具或编程语言的特性。
基本语法
我们知道C的变量和Shell脚本变量的定义和使用方法很不相同，表达能力也不相同，C的变量有各种类型，而Shell脚本变量都是字符串。同样道理，各种工具和编程语言所使用的正则表达式规范的语法并不相同，表达能力也各不相同，有的正则表达式规范引入很多扩展，能表达更复杂的模式，但各种正则表达式规范的基本概念都是相通的。本节介绍egrep(1)所使用的正则表达式，它大致上符合POSIX正则表达式规范，详见regex(7)（看这个man page对你的英文绝对是很好的锻炼）。希望读者仿照上一节的例子，一边学习语法，一边用egrep命令做实验。
字符类
字符 含义 举例
. 匹配任意一个字符 abc.可以匹配abcd、abc9等
[] 匹配括号中的任意一个字符 [abc]d可以匹配ad、bd或cd
- 在[]括号内表示字符范围 [0-9a-fA-F]可以匹配一位十六进制数字
^ 位于[]括号内的开头，匹配除括号中的字符之外的任意一个字符 [^xy]匹配除xy之外的任一字符，因此[^xy]1可以匹配a1、b1但不匹配x1、y1
[[:xxx:]] grep工具预定义的一些命名字符类 [[:alpha:]]匹配一个字母，[[:digit:]]匹配一个数字
数量限定符
字符 含义 举例
? 紧跟在它前面的单元应匹配零次或一次 [0-9]?\.[0-9]匹配0.0、2.3、.5等，由于.在正则表达式中是一个特殊字符，所以需要用\转义一下，取字面值
+ 紧跟在它前面的单元应匹配一次或多次 [a-zA-Z0-9_.-]+@[a-zA-Z0-9_.-]+\.[a-zA-Z0-9_.-]+匹配email地址
* 紧跟在它前面的单元应匹配零次或多次 [0-9][0-9]*匹配至少一位数字，等价于[0-9]+，[a-zA-Z_]+[a-zA-Z_0-9]*匹配C语言的标识符
{N} 紧跟在它前面的单元应精确匹配N次 [1-9][0-9]{2}匹配从100到999的整数
{N,} 紧跟在它前面的单元应匹配至少N次 [1-9][0-9]{2,}匹配三位以上（含三位）的整数
{,M} 紧跟在它前面的单元应匹配最多M次 [0-9]{,1}相当于[0-9]?
{N,M} 紧跟在它前面的单元应匹配至少N次，最多M次 [0-9]{1,3}\.[0-9]{1,3}\.[0-9]{1,3}\.[0-9]{1,3}匹配IP地址
再次注意grep找的是包含某一模式的行，而不是完全匹配某一模式的行。再举个例子，如果文本文件的内容是
aaabc
aad
efg
查找a*这个模式的结果是三行都被找出来了
$ egrep 'a*' testfile
aabc
aad
efg
a匹配0个或多个a，而第三行包含0个a，所以也包含了这一模式。单独用a这样的正则表达式做查找没什么意义，一般是把a*作为正则表达式的一部分来用。
位置限定符
字符 含义 举例
^ 匹配行首的位置 ^Content匹配位于一行开头的Content
$ 匹配行末的位置 ;$匹配位于一行结尾的;号，^$匹配空行
\< 匹配单词开头的位置 \<th匹配... this，但不匹配ethernet、tenth
\> 匹配单词结尾的位置 p\>匹配leap ...，但不匹配parent、sleepy
\b 匹配单词开头或结尾的位置 \bat\b匹配... at ...，但不匹配cat、atexit、batch
\B 匹配非单词开头和结尾的位置 \Bat\B匹配battery，但不匹配... attend、hat ...
位置限定符可以帮助grep更准确地查找，例如上一节我们用[0-9]{1,3}.[0-9]{1,3}.[0-9]{1,3}.[0-9]{1,3}查找IP地址，找到这两行
192.168.1.1
1234.234.04.5678
如果用^[0-9]{1,3}.[0-9]{1,3}.[0-9]{1,3}.[0-9]{1,3}$查找，就可以把1234.234.04.5678这一行过滤掉了。
其它特殊字符
字符 含义 举例
\ 转义字符，普通字符转义为特殊字符，特殊字符转义为普通字符 普通字符<写成\<表示单词开头的位置，特殊字符.写成\.以及\写成\\就当作普通字符来匹配
() 将正则表达式的一部分括起来组成一个单元，可以对整个单元使用数量限定符 ([0-9]{1,3}\.){3}[0-9]{1,3}匹配IP地址
| 连接两个子表达式，表示或的关系 n(o|either)匹配no或neither
以上介绍的是grep正则表达式的Extended规范，Basic规范也有这些语法，只是字符?+{}|()应解释为普通字符，要表示上述特殊含义则需要加\转义。如果用grep而不是egrep，并且不加-E参数，则应该遵照Basic规范来写正则表达式。
