[水井USR創新教材]Python一下用水井三寶來看字串正規表示式的用法

圖：2025/10/13 在竹山鎮小鎮文創的協助下，尚虎雲在台西客運中展出作品，水井三寶是其中一件作品。

以下是採Grok AI生成的。 

以「水井三寶」（烏龜、白馬、姻緣花）為主題，設計一個 Python 小範例來展示正規表示式（Regular Expression, regex）的應用。這個範例會結合物件導向程式設計（OOP）和正規表示式，聚焦於如何使用 re 模組來處理與水井三寶相關的文字資料。每個寶物會有一個專屬的正規表示式模式，用於解析特定格式的吉祥訊息，並展示 OOP 的封裝特性來管理正規表示式邏輯。

情境設定

假設我們有一段文字，包含水井三寶的吉祥訊息，例如：

• 「烏龜祝福：長壽100年」
• 「白馬祝福：奔馳500公里」
• 「姻緣花祝福：愛情99朵」 我們希望用正規表示式提取每個寶物的名稱和數值（例如年數、公里數、朵數），並透過類來管理這些模式和處理邏輯。

範例程式碼

以下是一個完整的 Python 範例，結合正規表示式和 OOP，並使用「水井三寶」來解析吉祥訊息。程式碼使用封裝來管理正規表示式，並提供簡單的處理方法。

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import re class Treasure: """基類：定義水井三寶的共同行為""" def __init__(self, name): self.name = name self._pattern = None # 保護屬性：正規表示式模式 def extract_value(self, message): """提取訊息中的數值，使用正規表示式""" if not self._pattern: return f"{self.name} 尚未定義正規表示式！" match = re.match(self._pattern, message) if match: return f"{self.name} 提取到：{match.group(1)}" return f"{self.name} 無法解析訊息：{message}" class Turtle(Treasure): """烏龜：解析 '長壽X年' 的訊息""" def __init__(self): super().__init__("烏龜") # 正規表示式：匹配 "烏龜祝福：長壽數字年" self._pattern = r"烏龜祝福：長壽(\d+)年" class WhiteHorse(Treasure): """白馬：解析 '奔馳X公里' 的訊息""" def __init__(self): super().__init__("白馬") # 正規表示式：匹配 "白馬祝福：奔馳數字公里" self._pattern = r"白馬祝福：奔馳(\d+)公里" class MarriageFlower(Treasure): """姻緣花：解析 '愛情X朵' 的訊息""" def __init__(self): super().__init__("姻緣花") # 正規表示式：匹配 "姻緣花祝福：愛情數字朵" self._pattern = r"姻緣花祝福：愛情(\d+)朵" # 測試範例 if __name__ == "__main__": # 創建水井三寶實例 turtle = Turtle() horse = WhiteHorse() flower = MarriageFlower() # 測試訊息 messages = [ "烏龜祝福：長壽100年", "白馬祝福：奔馳500公里", "姻緣花祝福：愛情99朵", "烏龜祝福：無效訊息", ] # 遍歷寶物和訊息，展示正規表示式提取 treasures = [turtle, horse, flower] for treasure in treasures: print(f"\n測試 {treasure.name}:") for msg in messages: print(treasure.extract_value(msg))

執行結果：

測試 烏龜:

烏龜 提取到：100

烏龜 無法解析訊息：白馬祝福：奔馳500公里

烏龜 無法解析訊息：姻緣花祝福：愛情99朵

烏龜 無法解析訊息：烏龜祝福：無效訊息

測試 白馬:

白馬 無法解析訊息：烏龜祝福：長壽100年

白馬 提取到：500

白馬 無法解析訊息：姻緣花祝福：愛情99朵

白馬 無法解析訊息：烏龜祝福：無效訊息

測試 姻緣花:

姻緣花 無法解析訊息：烏龜祝福：長壽100年

姻緣花 無法解析訊息：白馬祝福：奔馳500公里

姻緣花 提取到：99

姻緣花 無法解析訊息：烏龜祝福：無效訊息

程式碼解析

1. 正規表示式（Regex）應用：
   • 每個子類定義專屬的正規表示式模式，儲存在 _pattern 中：
     • 烏龜：r"烏龜祝福：長壽(\d+)年" 提取年數（例如 "100"）。
     • 白馬：r"白馬祝福：奔馳(\d+)公里" 提取公里數（例如 "500"）。
     • 姻緣花：r"姻緣花祝福：愛情(\d+)朵" 提取朵數（例如 "99"）。
   • 使用 re.match 檢查訊息是否符合模式，並提取括號 (\d+) 中的數字。
2. 封裝（Encapsulation）：
   • _pattern 是保護屬性，儲存每個寶物的正規表示式模式，外部無法直接修改。
   • extract_value 方法封裝了正規表示式的處理邏輯，提供統一的介面。
3. 繼承（Inheritance）：
   • Treasure 是基礎類別，定義了共用的 name 和 extract_value 方法。
   • Turtle、WhiteHorse 和 MarriageFlower 繼承 Treasure，並在 __init__ 中設定各自的正規表示式模式。
4. 正規表示式的簡單說明：
   • \d+：匹配一個或多個數字。
   • ()：捕獲括號內的內容，供 match.group(1) 提取。
   • re.match：從字串開頭匹配，確保訊息格式正確。

技術亮點

• 正規表示式與 OOP 的結合：每個寶物類負責自己的正規表示式模式，符合單一職責原則。
• 封裝：正規表示式模式和提取邏輯被封裝在類內，外部只需呼叫 extract_value。
• 可擴展性：可以輕鬆新增其他寶物類，只需定義新的正規表示式模式。