我们可以通过两步替换来实现：
import re
str = "$rac{some}{latex}$$$\int^e_v {en} more$$\$rac{some}{latex}$$$\int^e_v {en} more$$\n$rac{some}{latex}$\n$$\int^e_v {en} more$$\n\$rac{some}{latex}$\n$$\int^e_v {en} more$$"
#first step:
str = re.sub(r'(?<![\\])\$\$([^\$]+)\$\$', "<div>$$\g<1>$$</div>", str)
#second step:
str = re.sub(r'(?<![\$\\])\$([^\$]+)(?:(?<!\<div\>)(?<!\\)\$)', "<span>$\g<1>$</span>", str)
print str
解释：
第一步：
我们仅在出现$$ 时执行替换，将其替换为<div>$$\g<1>$$</div>（\g<1> 将替换为正则表达式中定义的第一个组）。
str = re.sub(r'(?<![\\])\$\$([^\$]+)\$\$', "<div>$$\g<1>$$</div>", str)
意识到我们正在使用这个 regex (?<![\\])\$\$([^\$]+)\$\$ regex101 example，它的工作方式如下：
-
(?<![\\]) ... 定义我们正在匹配... 前面没有\ [在正则表达式中：(?<![\\])]。所以首先我们说我们不想在表达式前加上\。
-
... \$\$ ... 定义我们必须在字符串的开头出现 $$。
-
... ([^\$]+) 定义我们想要除上一步之后的 $ 之外的所有内容[在正则表达式中 [^\$]+]。然后我们把它放到一个捕获组(...)，供以后在代码中引用。
-
... \$\$ 毕竟我们完成了表达式，说我们必须在字符串的最后出现$$。
第二步：
我们仅在出现$ 时执行替换，将其替换为<span>$\g<1>$</span>（同样，\g<1> 将被正则表达式中定义的第一个组匹配替换）
str = re.sub(r'(?<![\$\\])\$([^\$]+)(?:(?<!\<div\>)(?<!\\)\$)', "<span>$\g<1>$</span>", str)
还要意识到我们正在使用另一个 regex (?<![\$\\])\$([^\$]+)(?:(?<!\<div\>)(?<!\\)\$)（是的，有点难）regex101 example，其工作方式如下：
-
(?<![\$\\]) ... 定义我们匹配 ... 之前没有 \ 或 $ [在正则表达式中：(?<![\\\$])]。所以首先我们说我们一开始不想要\ 或$。
-
... \$ ... 定义我们的字符串需要以一个 $ 开头
-
... ([^\$]+) ... 定义一个捕获组，其中包含除 $ 之外的所有内容，以供将来回调。
-
... (?:(?<!\<div\>)(?<!\\)\$) 我们说完我们的字符串以 $ 结尾，但前面没有 div [在正则表达式中：?<!\<div\>)] 或 \ [在正则表达式中： (?<!\\)]。 （然后我们把它全部放到一个非捕获组中说这一切都只是一件事(?:(?<!\<div\>)(?<!\\)\$)）
注意：也许有更有效的方法可以得到这个结果。