掌握PHP正则表达式替换技巧轻松解决复杂文本处理问题让你的代码更高效

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PHP正则表达式的基础知识

正则表达式是一种强大的文本处理工具，它使用特定的模式来匹配、查找和替换字符串中的文本。在PHP中，正则表达式基于PCRE（Perl Compatible Regular Expressions）库，提供了丰富的文本处理功能。

正则表达式的基本语法

正则表达式由普通字符（如字母、数字）和特殊字符（称为元字符）组成。以下是一些基本的元字符及其含义：

• .：匹配除换行符外的任意单个字符
• ^：匹配字符串的开始位置
• $：匹配字符串的结束位置
• *：匹配前面的子表达式零次或多次
• +：匹配前面的子表达式一次或多次
• ?：匹配前面的子表达式零次或一次
• {n}：匹配前面的子表达式恰好n次
• {n,}：匹配前面的子表达式至少n次
• {n,m}：匹配前面的子表达式至少n次，至多m次
• []：字符类，匹配方括号中的任意字符
• |：选择，匹配|两边的任意一个表达式
• ()：分组，将括号内的表达式作为一个整体

字符类

字符类允许你指定一组字符，匹配其中的任意一个。例如：

• [abc]：匹配a、b或c中的任意一个字符
• [a-z]：匹配任意小写字母
• [A-Z]：匹配任意大写字母
• [0-9]：匹配任意数字
• [^a-z]：匹配除小写字母外的任意字符

转义字符

在正则表达式中，一些字符具有特殊含义。如果你想要匹配这些字符本身，需要使用反斜杠\进行转义。例如：

• \.：匹配点字符
• \\：匹配反斜杠
• \*：匹配星号
• \+：匹配加号
• \?：匹配问号
• \|：匹配竖线
• \(：匹配左括号
• \)：匹配右括号
• \[：匹配左方括号
• \]：匹配右方括号

PHP中的正则替换函数介绍

PHP提供了几个用于正则表达式替换的函数，最常用的是preg_replace()和preg_replace_callback()。

preg_replace()函数

preg_replace()函数是PHP中最常用的正则替换函数，它的语法如下：

2. preg_replace($pattern, $replacement, $subject, $limit = -1, &$count = null)

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参数说明：

• $pattern：要搜索的正则表达式模式，可以是字符串或字符串数组。
• $replacement：用于替换的字符串或字符串数组。
• $subject：要搜索替换的字符串或字符串数组。
• $limit：可选，指定每个模式在每个subject上最大的替换次数。默认是-1（无限制）。
• $count：可选，指定替换执行的次数。

基本示例：

2. $text = "The quick brown fox jumps over the lazy dog.";
3. // 将所有的"the"替换为"a"
4. $newText = preg_replace("/the/i", "a", $text);
5. echo $newText; // 输出: a quick brown fox jumps over a lazy dog.

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在上面的例子中，/the/i是一个正则表达式模式，其中i是一个修饰符，表示不区分大小写匹配。

preg_replace_callback()函数

preg_replace_callback()函数与preg_replace()类似，但它使用回调函数进行替换，这在需要进行复杂替换逻辑时非常有用。它的语法如下：

2. preg_replace_callback($pattern, $callback, $subject, $limit = -1, &$count = null)

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参数说明：

• $pattern：要搜索的正则表达式模式。
• $callback：回调函数，将被调用并执行替换操作。
• $subject：要搜索替换的字符串或字符串数组。
• $limit：可选，指定每个模式在每个subject上最大的替换次数。
• $count：可选，指定替换执行的次数。

基本示例：

2. $text = "The temperature is 25C today.";
3. // 将所有的摄氏温度转换为华氏温度
4. $newText = preg_replace_callback("/(\d+)C/", function($matches) {
5.     $celsius = $matches[1];
6.     $fahrenheit = round($celsius * 9/5 + 32);
7.     return $fahrenheit . "F";
8. }, $text);
9. echo $newText; // 输出: The temperature is 77F today.

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在上面的例子中，回调函数接收一个匹配数组作为参数，其中$matches[0]包含整个匹配的文本，$matches[1]包含第一个捕获组的内容，以此类推。

preg_filter()函数

preg_filter()函数与preg_replace()类似，但它只返回实际发生替换的元素。这对于过滤数组特别有用。它的语法与preg_replace()相同。

2. $array = array("apple", "banana", "cherry", "date");
3. // 只替换包含字母"a"的元素
4. $newArray = preg_filter("/a/", "A", $array);
5. print_r($newArray); // 输出: Array ( [0] => Apple [1] => bAnAnA [3] => dAte )

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常见的正则替换场景和解决方案

去除多余空白

处理用户输入或从文件读取的文本时，常常需要去除多余的空白字符，包括空格、制表符、换行符等。

2. $text = "  This   is   a   test  string.  \n\n  ";
3. // 将多个空白字符替换为单个空格
4. $text = preg_replace("/\s+/", " ", $text);
5. // 去除字符串两端的空白
6. $text = trim($text);
7. echo $text; // 输出: This is a test string.

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格式化日期

将不同格式的日期统一为标准格式：

2. $dates = array(
3.     "2023/05/15",
4.     "15-05-2023",
5.     "05.15.2023"
6. );
8. foreach ($dates as $date) {
9.     // 将各种格式的日期统一为 YYYY-MM-DD 格式
10.     $formatted = preg_replace("/(\d{4})[\/\-\.](\d{2})[\/\-\.](\d{2})/", "$1-$2-$3", $date);
11.     echo $formatted . "\n";
12. }
13. // 输出:
14. // 2023-05-15
15. // 2023-05-15
16. // 2023-05-15

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处理HTML标签

去除HTML标签或提取特定标签内容：

2. $html = "<div class='content'><p>This is a <b>sample</b> text.</p></div>";
4. // 去除所有HTML标签
5. $plainText = preg_replace("/<[^>]*>/", "", $html);
6. echo $plainText; // 输出: This is a sample text.
8. // 只保留<b>标签
9. $boldOnly = preg_replace("/<(?!\/?b\b)[^>]*>/", "", $html);
10. echo $boldOnly; // 输出: This is a <b>sample</b> text.

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验证和格式化电话号码

将各种格式的电话号码标准化：

2. $phoneNumbers = array(
3.     "123-456-7890",
4.     "(123) 456-7890",
5.     "123.456.7890",
6.     "1234567890"
7. );
9. foreach ($phoneNumbers as $phone) {
10.     // 移除所有非数字字符
11.     $digits = preg_replace("/[^0-9]/", "", $phone);
12.     // 格式化为 (123) 456-7890
13.     $formatted = preg_replace("/(\d{3})(\d{3})(\d{4})/", "($1) $2-$3", $digits);
14.     echo $formatted . "\n";
15. }
16. // 输出:
17. // (123) 456-7890
18. // (123) 456-7890
19. // (123) 456-7890
20. // (123) 456-7890

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隐藏敏感信息

在显示日志或调试信息时，隐藏敏感信息如密码、信用卡号等：

2. $log = "User login: username='john_doe', password='secret123', card='4532 1234 5678 9012'";
4. // 隐藏密码
5. $hiddenPassword = preg_replace("/password='[^']*'/", "password='******'", $log);
6. echo $hiddenPassword . "\n";
7. // 输出: User login: username='john_doe', password='******', card='4532 1234 5678 9012'
9. // 隐藏信用卡号（只显示前四位和后四位）
10. $hiddenCard = preg_replace("/card='\d{4} \d{4} \d{4} (\d{4})'/", "card='**** **** **** $1'", $log);
11. echo $hiddenCard . "\n";
12. // 输出: User login: username='john_doe', password='secret123', card='**** **** **** 9012'

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高级正则替换技巧

使用回调函数进行复杂替换

当替换逻辑比较复杂时，可以使用preg_replace_callback()和回调函数：

2. $text = "The prices are $10, $20, and $30.";
4. // 将所有价格增加50%
5. $newText = preg_replace_callback("/\$(\d+)/", function($matches) {
6.     $price = (int)$matches[1];
7.     $newPrice = $price * 1.5;
8.     return "$" . round($newPrice);
9. }, $text);
11. echo $newText; // 输出: The prices are $15, $30, and $45.

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使用反向引用

反向引用允许你在替换字符串中引用匹配到的内容：

2. $text = "John Smith, Alice Johnson, Bob Brown";
4. // 交换名和姓的顺序
5. $newText = preg_replace("/(\w+) (\w+)/", "$2, $1", $text);
6. echo $newText; // 输出: Smith, John, Johnson, Alice, Brown, Bob

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条件替换

使用条件表达式进行更复杂的替换：

2. $text = "The numbers are 5, 10, 15, and 20.";
4. // 如果数字小于10，前面加0，否则保持不变
5. $newText = preg_replace_callback("/\b(\d+)\b/", function($matches) {
6.     $num = (int)$matches[1];
7.     return $num < 10 ? "0" . $num : $num;
8. }, $text);
10. echo $newText; // 输出: The numbers are 05, 10, 15, and 20.

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使用正则表达式修饰符

正则表达式修饰符可以改变匹配的行为：

2. $text = "The Quick Brown Fox Jumps Over The Lazy Dog.";
4. // i修饰符：不区分大小写匹配
5. $newText = preg_replace("/the/i", "a", $text);
6. echo $newText . "\n";
7. // 输出: a Quick Brown Fox Jumps Over a Lazy Dog.
9. // m修饰符：多行模式，^和$匹配每行的开始和结束
10. $multiLineText = "Line 1\nLine 2\nLine 3";
11. $newText = preg_replace("/^Line/m", "Row", $multiLineText);
12. echo $newText . "\n";
13. // 输出: Row 1
14. // Row 2
15. // Row 3
17. // s修饰符：点号元字符匹配包括换行符在内的所有字符
18. $html = "<div>\nContent\n</div>";
19. $newText = preg_replace("/<div>.*<\/div>/s", "<div>Replaced</div>", $html);
20. echo $newText . "\n";
21. // 输出: <div>Replaced</div>
23. // e修饰符（PHP 7.0+已弃用）：将替换字符串作为PHP代码执行
24. // 注意：e修饰符在PHP 7.0+中已被弃用，应使用preg_replace_callback()代替

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贪婪与非贪婪匹配

默认情况下，量词是贪婪的，会匹配尽可能多的字符。使用?可以使其变为非贪婪，匹配尽可能少的字符：

2. $text = "<div>Content 1</div><div>Content 2</div>";
4. // 贪婪匹配：匹配尽可能多的字符
5. $greedyMatch = preg_replace("/<div>.*<\/div>/", "<div>Replaced</div>", $text);
6. echo $greedyMatch . "\n";
7. // 输出: <div>Replaced</div>
9. // 非贪婪匹配：匹配尽可能少的字符
10. $nonGreedyMatch = preg_replace("/<div>.*?<\/div>/", "<div>Replaced</div>", $text);
11. echo $nonGreedyMatch . "\n";
12. // 输出: <div>Replaced</div><div>Replaced</div>

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使用断言

断言用于匹配特定位置，但不消耗字符：

2. $text = "I have 10 apples and 20 oranges.";
4. // 正向先行断言：匹配数字后跟" apples"
5. $newText = preg_replace("/\d+(?= apples)/", "5", $text);
6. echo $newText . "\n";
7. // 输出: I have 5 apples and 20 oranges.
9. // 负向先行断言：匹配数字不后跟" apples"
10. $newText = preg_replace("/\d+(?! apples)/", "5", $text);
11. echo $newText . "\n";
12. // 输出: I have 10 apples and 5 oranges.
14. // 正向后行断言：匹配"have "后的数字
15. $newText = preg_replace("/(?<=have )\d+/", "5", $text);
16. echo $newText . "\n";
17. // 输出: I have 5 apples and 20 oranges.
19. // 负向后行断言：匹配不在"have "后的数字
20. $newText = preg_replace("/(?<!have )\d+/", "5", $text);
21. echo $newText . "\n";
22. // 输出: I have 10 apples and 5 oranges.

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性能优化和最佳实践

预编译正则表达式

如果你需要多次使用同一个正则表达式，可以预编译它以提高性能：

2. // 预编译正则表达式
3. $pattern = "/\b(\w+)\b/";
5. $text1 = "This is the first text.";
6. $text2 = "This is the second text.";
8. // 使用预编译的模式
9. $count1 = preg_match_all($pattern, $text1, $matches1);
10. $count2 = preg_match_all($pattern, $text2, $matches2);
12. echo "Text 1 has $count1 words.\n";
13. echo "Text 2 has $count2 words.\n";

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避免过度使用回溯

复杂的正则表达式可能导致大量的回溯，降低性能。尽量避免使用嵌套量词，如(a+)+：

2. // 不好的做法：可能导致大量回溯
3. $badPattern = "/(a+)+/";
5. // 好的做法：避免不必要的嵌套
6. $goodPattern = "/a+/";

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使用原子分组防止回溯

原子分组(?>...)可以防止正则表达式引擎回溯到组内：

2. $text = "aaaaaaaaaaaaaaaaaaaa";
4. // 可能导致大量回溯的模式
5. $badPattern = "/(a+)b/";
6. // 使用原子分组优化
7. $goodPattern = "/(?>a+)b/";
9. // 这两个模式都不会匹配成功，但原子分组版本会更快失败

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使用具体字符类代替通配符

尽可能使用具体的字符类代替.通配符：

2. $text = "The price is $10.99.";
4. // 不好的做法：使用点号
5. $badPattern = "/The price is \$(.+)\./";
7. // 好的做法：使用具体字符类
8. $goodPattern = "/The price is \$([0-9.]+)\./";

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避免不必要的捕获组

如果你不需要引用匹配的内容，使用非捕获组(?:...)可以提高性能：

2. $text = "2023-05-15";
4. // 不好的做法：使用捕获组
5. $badPattern = "/(\d{4})-(\d{2})-(\d{2})/";
7. // 好的做法：使用非捕获组
8. $goodPattern = "/(?:\d{4})-(?:\d{2})-(?:\d{2})/";

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限制替换范围

如果可能，限制替换的范围可以提高性能：

2. $text = "Start: This is the content. End: This is the end.";
4. // 只替换"Start:"和"End:"之间的内容
5. $newText = preg_replace("/(Start:).*(End:)/", "$1 Replaced content. $2", $text);
6. echo $newText . "\n";
7. // 输出: Start: Replaced content. End: This is the end.

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实际案例分析

案例1：处理CSV数据

假设你有一个CSV文件，需要对其中的数据进行格式化和清理：

2. $csvData = "John,Doe,30,New York\nJane,Smith,25,Los Angeles\nBob,Johnson,35,Chicago";
4. // 将CSV数据转换为数组
5. $rows = explode("\n", $csvData);
6. $formattedData = array();
8. foreach ($rows as $row) {
9.     // 使用正则表达式分割CSV行
10.     $fields = preg_split("/,/", $row);
11.    
12.     // 格式化每个字段
13.     $formattedFields = array_map(function($field) {
14.         // 去除空白
15.         $field = trim($field);
16.         // 如果是数字，确保是整数
17.         if (preg_match("/^\d+$/", $field)) {
18.             $field = (int)$field;
19.         }
20.         return $field;
21.     }, $fields);
22.    
23.     $formattedData[] = $formattedFields;
24. }
26. print_r($formattedData);
27. // 输出:
28. // Array
29. // (
30. //     [0] => Array
31. //         (
32. //             [0] => John
33. //             [1] => Doe
34. //             [2] => 30
35. //             [3] => New York
36. //         )
37. //     [1] => Array
38. //         (
39. //             [0] => Jane
40. //             [1] => Smith
41. //             [2] => 25
42. //             [3] => Los Angeles
43. //         )
44. //     [2] => Array
45. //         (
46. //             [0] => Bob
47. //             [1] => Johnson
48. //             [2] => 35
49. //             [3] => Chicago
50. //         )
51. // )

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案例2：处理日志文件

假设你有一个Web服务器日志文件，需要提取和分析特定信息：

2. $logLines = array(
3.     '[2023-05-15 10:30:45] INFO: User john_doe logged in from 192.168.1.1',
4.     '[2023-05-15 10:31:20] ERROR: Failed login attempt for user admin from 192.168.1.2',
5.     '[2023-05-15 10:32:15] INFO: User jane_smith logged in from 192.168.1.3'
6. );
8. $loginAttempts = array();
10. foreach ($logLines as $line) {
11.     // 提取日志信息
12.     if (preg_match("/\[(.*?)\] (.*?): (.*?)(?: from (.*))?$/", $line, $matches)) {
13.         $timestamp = $matches[1];
14.         $level = $matches[2];
15.         $message = $matches[3];
16.         $ip = isset($matches[4]) ? $matches[4] : null;
17.         
18.         // 如果是登录相关的日志
19.         if (strpos($message, 'logged in') !== false || strpos($message, 'login attempt') !== false) {
20.             // 提取用户名
21.             preg_match("/(?:User|user) (\w+)/", $message, $userMatches);
22.             $username = isset($userMatches[1]) ? $userMatches[1] : 'unknown';
23.             
24.             $loginAttempts[] = array(
25.                 'timestamp' => $timestamp,
26.                 'level' => $level,
27.                 'username' => $username,
28.                 'ip' => $ip,
29.                 'success' => strpos($message, 'logged in') !== false
30.             );
31.         }
32.     }
33. }
35. print_r($loginAttempts);
36. // 输出:
37. // Array
38. // (
39. //     [0] => Array
40. //         (
41. //             [timestamp] => 2023-05-15 10:30:45
42. //             [level] => INFO
43. //             [username] => john_doe
44. //             [ip] => 192.168.1.1
45. //             [success] => 1
46. //         )
47. //     [1] => Array
48. //         (
49. //             [timestamp] => 2023-05-15 10:31:20
50. //             [level] => ERROR
51. //             [username] => admin
52. //             [ip] => 192.168.1.2
53. //             [success] =>
54. //         )
55. //     [2] => Array
56. //         (
57. //             [timestamp] => 2023-05-15 10:32:15
58. //             [level] => INFO
59. //             [username] => jane_smith
60. //             [ip] => 192.168.1.3
61. //             [success] => 1
62. //         )
63. // )

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案例3：处理用户输入

假设你有一个表单，需要验证和清理用户输入：

2. $userInput = array(
3.     'name' => '  John Doe  ',
4.     'email' => 'john.doe@example.com',
5.     'phone' => '(123) 456-7890',
6.     'message' => 'Hello! This is a <b>test</b> message. Visit http://example.com for more info.'
7. );
9. $cleanedInput = array();
11. foreach ($userInput as $key => $value) {
12.     switch ($key) {
13.         case 'name':
14.             // 去除多余空白，首字母大写
15.             $cleanedInput[$key] = ucwords(trim($value));
16.             break;
17.             
18.         case 'email':
19.             // 验证并清理电子邮件
20.             if (preg_match("/^[a-zA-Z0-9._%+-]+@[a-zA-Z0-9.-]+\.[a-zA-Z]{2,}$/", $value)) {
21.                 $cleanedInput[$key] = strtolower($value);
22.             } else {
23.                 $cleanedInput[$key] = 'invalid email';
24.             }
25.             break;
26.             
27.         case 'phone':
28.             // 标准化电话号码格式
29.             $cleanedInput[$key] = preg_replace("/\D/", "", $value);
30.             if (strlen($cleanedInput[$key]) === 10) {
31.                 $cleanedInput[$key] = preg_replace("/(\d{3})(\d{3})(\d{4})/", "($1) $2-$3", $cleanedInput[$key]);
32.             } else {
33.                 $cleanedInput[$key] = 'invalid phone';
34.             }
35.             break;
36.             
37.         case 'message':
38.             // 去除HTML标签，但保留基本格式
39.             $cleanedInput[$key] = strip_tags($value, '<b><i><u>');
40.             // 将URL转换为链接
41.             $cleanedInput[$key] = preg_replace(
42.                 "/(http|https|ftp|ftps):\/\/([a-zA-Z0-9\-\.]+\.[a-zA-Z]{2,3})(\/[a-zA-Z0-9\-\._\?\&=]*)?/",
43.                 '<a href="$0">$0</a>',
44.                 $cleanedInput[$key]
45.             );
46.             break;
47.     }
48. }
50. print_r($cleanedInput);
51. // 输出:
52. // Array
53. // (
54. //     [name] => John Doe
55. //     [email] => john.doe@example.com
56. //     [phone] => (123) 456-7890
57. //     [message] => Hello! This is a <b>test</b> message. Visit <a href="http://example.com">http://example.com</a> for more info.
58. // )

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案例4：批量重命名文件

假设你需要批量重命名文件，使其符合特定的命名规范：

2. $files = array(
3.     'IMG_20230515_123456.jpg',
4.     'Screenshot 2023-05-15 at 12.34.56.png',
5.     'Document (1).pdf',
6.     'Document (2).pdf',
7.     'My vacation photos.zip'
8. );
10. $renamedFiles = array();
12. foreach ($files as $file) {
13.     // 提取文件名和扩展名
14.     if (preg_match("/^(.+?)\.([^.]+)$/", $file, $matches)) {
15.         $filename = $matches[1];
16.         $extension = $matches[2];
17.         
18.         // 处理不同类型的文件名
19.         if (preg_match("/^IMG_(\d{4})(\d{2})(\d{2})_(\d{2})(\d{2})(\d{2})$/", $filename, $dateMatches)) {
20.             // 格式化IMG_日期时间文件名
21.             $newFilename = "Photo_{$dateMatches[1]}-{$dateMatches[2]}-{$dateMatches[3]}_{$dateMatches[4]}-{$dateMatches[5]}-{$dateMatches[6]}";
22.         } elseif (preg_match("/^Screenshot (\d{4})-(\d{2})-(\d{2}) at (\d{2})\.(\d{2})\.(\d{2})$/", $filename, $dateMatches)) {
23.             // 格式化Screenshot文件名
24.             $newFilename = "Screenshot_{$dateMatches[1]}-{$dateMatches[2]}-{$dateMatches[3]}_{$dateMatches[4]}-{$dateMatches[5]}-{$dateMatches[6]}";
25.         } elseif (preg_match("/^(.+?) \((\d+)\)$/", $filename, $copyMatches)) {
26.             // 处理带副本编号的文件
27.             $newFilename = "{$copyMatches[1]}_copy{$copyMatches[2]}";
28.         } else {
29.             // 将空格替换为下划线
30.             $newFilename = preg_replace("/\s+/", "_", $filename);
31.         }
32.         
33.         $renamedFiles[] = "{$newFilename}.{$extension}";
34.     } else {
35.         // 如果文件名不符合预期格式，保持不变
36.         $renamedFiles[] = $file;
37.     }
38. }
40. print_r($renamedFiles);
41. // 输出:
42. // Array
43. // (
44. //     [0] => Photo_2023-05-15_12-34-56.jpg
45. //     [1] => Screenshot_2023-05-15_12-34-56.png
46. //     [2] => Document_copy1.pdf
47. //     [3] => Document_copy2.pdf
48. //     [4] => My_vacation_photos.zip
49. // )

复制代码

通过以上案例，我们可以看到PHP正则表达式替换技巧在处理复杂文本问题时的强大能力。掌握这些技巧，可以让你的代码更加高效、简洁，并且能够处理各种复杂的文本处理需求。

总结

PHP正则表达式替换是处理文本的强大工具，通过掌握preg_replace()、preg_replace_callback()等函数，以及各种正则表达式技巧，你可以轻松解决复杂的文本处理问题。在实际应用中，合理使用正则表达式可以大大提高代码的效率和可读性。

记住，虽然正则表达式非常强大，但它们也可能变得复杂和难以维护。在编写正则表达式时，始终考虑代码的可读性和性能，并尽可能添加注释以解释复杂的模式。通过不断练习和应用，你将能够熟练掌握PHP正则表达式替换技巧，让你的代码更加高效。

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