阅读 24894

JS正则表达式完整教程(略长)

引言

亲爱的读者朋友,如果你点开了这篇文章,说明你对正则很感兴趣。

想必你也了解正则的重要性,在我看来正则表达式是衡量程序员水平的一个侧面标准。

关于正则表达式的教程,网上也有很多,相信你也看了一些。

与之不同的是,本文的目的是希望所有认真读完的童鞋们,都有实质性的提高。

本文内容共有七章,用JavaScript语言完整地讨论了正则表达式的方方面面。

如果觉得文章某块儿没有说明白清楚,欢迎留言,能力范围之内,老姚必做详细解答。

具体章节如下:

  • 引言
  • 第一章 正则表达式字符匹配攻略
  • 第二章 正则表达式位置匹配攻略
  • 第三章 正则表达式括号的作用
  • 第四章 正则表达式回溯法原理
  • 第五章 正则表达式的拆分
  • 第六章 正则表达式的构建
  • 第七章 正则表达式编程
  • 后记

下面简单地说说每一章都讨论了什么?

正则是匹配模式,要么匹配字符,要么匹配位置。

第1章和第2章以这个角度去讲解了正则的基础。

在正则中可以使用括号捕获数据,要么在API中进行分组引用,要么在正则里进行反向引用。

这是第3章的主题,讲解了正则中括号的作用。

学习正则表达式,是需要了解其匹配原理的。

第4章,讲解了正则了正则表达式的回溯法原理。另外在第6章里,也讲解了正则的表达式的整体工作原理。

不仅能看懂别人的正则,还要自己会写正则。

第5章,是从读的角度,去拆分一个正则表达式,而第6章是从写的角度,去构建一个正则表达式。

学习正则,是为了在真实世界里应用的。

第7章讲解了正则的用法,和相关API需要注意的地方。

如何阅读本文?

我的建议是阅读两遍。第一遍,不求甚解地快速阅读一遍。阅读过程中遇到的问题不妨记录下来,也许阅读完毕后就能解决很多。然后有时间的话,再带着问题去精读第二遍。

深呼吸,开始我们的正则表达式旅程吧。我在终点等你。


第一章 正则表达式字符匹配攻略

正则表达式是匹配模式,要么匹配字符,要么匹配位置。请记住这句话。

然而关于正则如何匹配字符的学习,大部分人都觉得这块比较杂乱。

毕竟元字符太多了,看起来没有系统性,不好记。本章就解决这个问题。

内容包括:

  1. 两种模糊匹配
  2. 字符组
  3. 量词
  4. 分支结构
  5.  案例分析

1 两种模糊匹配

如果正则只有精确匹配是没多大意义的,比如/hello/,也只能匹配字符串中的"hello"这个子串。

var regex = /hello/;
console.log( regex.test("hello") ); 
// => true
复制代码

正则表达式之所以强大,是因为其能实现模糊匹配。

而模糊匹配,有两个方向上的“模糊”:横向模糊和纵向模糊。

1.1 横向模糊匹配

横向模糊指的是,一个正则可匹配的字符串的长度不是固定的,可以是多种情况的。

其实现的方式是使用量词。譬如{m,n},表示连续出现最少m次,最多n次。

比如/ab{2,5}c/表示匹配这样一个字符串:第一个字符是“a”,接下来是2到5个字符“b”,最后是字符“c”。测试如下:

var regex = /ab{2,5}c/g;
var string = "abc abbc abbbc abbbbc abbbbbc abbbbbbc";
console.log( string.match(regex) ); 
// => ["abbc", "abbbc", "abbbbc", "abbbbbc"]
复制代码

注意:案例中用的正则是/ab{2,5}c/g,后面多了g,它是正则的一个修饰符。表示全局匹配,即在目标字符串中按顺序找到满足匹配模式的所有子串,强调的是“所有”,而不只是“第一个”。g是单词global的首字母。

1.2 纵向模糊匹配

纵向模糊指的是,一个正则匹配的字符串,具体到某一位字符时,它可以不是某个确定的字符,可以有多种可能。

其实现的方式是使用字符组。譬如[abc],表示该字符是可以字符“a”、“b”、“c”中的任何一个。

比如/a[123]b/可以匹配如下三种字符串:"a1b"、"a2b"、"a3b"。测试如下:

var regex = /a[123]b/g;
var string = "a0b a1b a2b a3b a4b";
console.log( string.match(regex) ); 
// => ["a1b", "a2b", "a3b"]
复制代码

以上就是本章讲的主体内容,只要掌握横向和纵向模糊匹配,就能解决很大部分正则匹配问题。

接下来的内容就是展开说了,如果对此都比较熟悉的话,可以跳过,直接看本章案例那节。

2. 字符组

需要强调的是,虽叫字符组(字符类),但只是其中一个字符。例如[abc],表示匹配一个字符,它可以是“a”、“b”、“c”之一。

2.1 范围表示法

如果字符组里的字符特别多的话,怎么办?可以使用范围表示法。

比如[123456abcdefGHIJKLM],可以写成[1-6a-fG-M]。用连字符-来省略和简写。

因为连字符有特殊用途,那么要匹配“a”、“-”、“z”这三者中任意一个字符,该怎么做呢?

不能写成[a-z],因为其表示小写字符中的任何一个字符。

可以写成如下的方式:[-az][az-][a\-z]。即要么放在开头,要么放在结尾,要么转义。总之不会让引擎认为是范围表示法就行了。

2.2 排除字符组

纵向模糊匹配,还有一种情形就是,某位字符可以是任何东西,但就不能是"a"、"b"、"c"。

此时就是排除字符组(反义字符组)的概念。例如[^abc],表示是一个除"a"、"b"、"c"之外的任意一个字符。字符组的第一位放^(脱字符),表示求反的概念。

当然,也有相应的范围表示法。

2.3 常见的简写形式

有了字符组的概念后,一些常见的符号我们也就理解了。因为它们都是系统自带的简写形式。

\d就是[0-9]。表示是一位数字。记忆方式:其英文是digit(数字)。

\D就是[^0-9]。表示除数字外的任意字符。

\w就是[0-9a-zA-Z_]。表示数字、大小写字母和下划线。记忆方式:w是word的简写,也称单词字符。

\W[^0-9a-zA-Z_]。非单词字符。

\s[ \t\v\n\r\f]。表示空白符,包括空格、水平制表符、垂直制表符、换行符、回车符、换页符。记忆方式:s是space character的首字母。

\S[^ \t\v\n\r\f]。 非空白符。

.就是[^\n\r\u2028\u2029]。通配符,表示几乎任意字符。换行符、回车符、行分隔符和段分隔符除外。记忆方式:想想省略号...中的每个点,都可以理解成占位符,表示任何类似的东西。

如果要匹配任意字符怎么办?可以使用[\d\D][\w\W][\s\S][^]中任何的一个。

3. 量词

量词也称重复。掌握{m,n}的准确含义后,只需要记住一些简写形式。

3.1 简写形式

{m,} 表示至少出现m次。

{m} 等价于{m,m},表示出现m次。

? 等价于{0,1},表示出现或者不出现。记忆方式:问号的意思表示,有吗?

+ 等价于{1,},表示出现至少一次。记忆方式:加号是追加的意思,得先有一个,然后才考虑追加。

* 等价于{0,},表示出现任意次,有可能不出现。记忆方式:看看天上的星星,可能一颗没有,可能零散有几颗,可能数也数不过来。

3.2 贪婪匹配和惰性匹配

看如下的例子:

var regex = /\d{2,5}/g;
var string = "123 1234 12345 123456";
console.log( string.match(regex) ); 
// => ["123", "1234", "12345", "12345"]
复制代码

其中正则/\d{2,5}/,表示数字连续出现2到5次。会匹配2位、3位、4位、5位连续数字。

但是其是贪婪的,它会尽可能多的匹配。你能给我6个,我就要5个。你能给我3个,我就3要个。反正只要在能力范围内,越多越好。

我们知道有时贪婪不是一件好事(请看文章最后一个例子)。而惰性匹配,就是尽可能少的匹配:

var regex = /\d{2,5}?/g;
var string = "123 1234 12345 123456";
console.log( string.match(regex) ); 
// => ["12", "12", "34", "12", "34", "12", "34", "56"]
复制代码

其中/\d{2,5}?/表示,虽然2到5次都行,当2个就够的时候,就不在往下尝试了。

通过在量词后面加个问号就能实现惰性匹配,因此所有惰性匹配情形如下:

{m,n}?
{m,}?
??
+?
*?

对惰性匹配的记忆方式是:量词后面加个问号,问一问你知足了吗,你很贪婪吗?

4. 多选分支

一个模式可以实现横向和纵向模糊匹配。而多选分支可以支持多个子模式任选其一。

具体形式如下:(p1|p2|p3),其中p1p2p3是子模式,用|(管道符)分隔,表示其中任何之一。

例如要匹配"good"和"nice"可以使用/good|nice/。测试如下:

var regex = /good|nice/g;
var string = "good idea, nice try.";
console.log( string.match(regex) ); 
// => ["good", "nice"]
复制代码

但有个事实我们应该注意,比如我用/good|goodbye/,去匹配"goodbye"字符串时,结果是"good":

var regex = /good|goodbye/g;
var string = "goodbye";
console.log( string.match(regex) ); 
// => ["good"]
复制代码

而把正则改成/goodbye|good/,结果是:

var regex = /goodbye|good/g;
var string = "goodbye";
console.log( string.match(regex) ); 
// => ["goodbye"]
复制代码

也就是说,分支结构也是惰性的,即当前面的匹配上了,后面的就不再尝试了。

5. 案例分析

匹配字符,无非就是字符组、量词和分支结构的组合使用罢了。

下面找几个例子演练一下(其中,每个正则并不是只有唯一写法):

5.1 匹配16进制颜色值

要求匹配:

#ffbbad

#Fc01DF

#FFF

#ffE

分析:

表示一个16进制字符,可以用字符组[0-9a-fA-F]

其中字符可以出现3或6次,需要是用量词和分支结构。

使用分支结构时,需要注意顺序。

正则如下:

var regex = /#([0-9a-fA-F]{6}|[0-9a-fA-F]{3})/g;
var string = "#ffbbad #Fc01DF #FFF #ffE";
console.log( string.match(regex) ); 
// => ["#ffbbad", "#Fc01DF", "#FFF", "#ffE"]
复制代码

5.2 匹配时间

以24小时制为例。

要求匹配:

23:59

02:07

分析:

共4位数字,第一位数字可以为[0-2]

当第1位为2时,第2位可以为[0-3],其他情况时,第2位为[0-9]

第3位数字为[0-5],第4位为[0-9]

正则如下:

var regex = /^([01][0-9]|[2][0-3]):[0-5][0-9]$/;
console.log( regex.test("23:59") ); 
console.log( regex.test("02:07") ); 
// => true
// => true复制代码

如果也要求匹配7:9,也就是说时分前面的0可以省略。

此时正则变成:

var regex = /^(0?[0-9]|1[0-9]|[2][0-3]):(0?[0-9]|[1-5][0-9])$/;
console.log( regex.test("23:59") ); 
console.log( regex.test("02:07") ); 
console.log( regex.test("7:9") ); 
// => true
// => true
// => true复制代码

5.3 匹配日期

比如yyyy-mm-dd格式为例。

要求匹配:

2017-06-10

分析:

年,四位数字即可,可用[0-9]{4}

月,共12个月,分两种情况01、02、……、09和10、11、12,可用(0[1-9]|1[0-2])

日,最大31天,可用(0[1-9]|[12][0-9]|3[01])

正则如下:

var regex = /^[0-9]{4}-(0[1-9]|1[0-2])-(0[1-9]|[12][0-9]|3[01])$/;
console.log( regex.test("2017-06-10") ); 
// => true
复制代码

5.4 window操作系统文件路径

要求匹配:

F:\study\javascript\regex\regular expression.pdf

F:\study\javascript\regex\

F:\study\javascript

F:\

分析:

整体模式是: 盘符:\文件夹\文件夹\文件夹\

其中匹配F:\,需要使用[a-zA-Z]:\\,其中盘符不区分大小写,注意\字符需要转义。

文件名或者文件夹名,不能包含一些特殊字符,此时我们需要排除字符组[^\\:*<>|"?\r\n/]来表示合法字符。另外不能为空名,至少有一个字符,也就是要使用量词+。因此匹配“文件夹\”,可用[^\\:*<>|"?\r\n/]+\\

另外“文件夹\”,可以出现任意次。也就是([^\\:*<>|"?\r\n/]+\\)*。其中括号提供子表达式。

路径的最后一部分可以是“文件夹”,没有\,因此需要添加([^\\:*<>|"?\r\n/]+)?

最后拼接成了一个看起来比较复杂的正则:

var regex = /^[a-zA-Z]:\\([^\\:*<>|"?\r\n/]+\\)*([^\\:*<>|"?\r\n/]+)?$/;
console.log( regex.test("F:\\study\\javascript\\regex\\regular expression.pdf") ); 
console.log( regex.test("F:\\study\\javascript\\regex\\") ); 
console.log( regex.test("F:\\study\\javascript") ); 
console.log( regex.test("F:\\") ); 
// => true
// => true
// => true
// => true复制代码

其中,JS中字符串表示\时,也要转义。

5.5 匹配id

要求从

<div id="container" class="main"></div>

提取出id="container"。

可能最开始想到的正则是:

var regex = /id=".*"/
var string = '<div id="container" class="main"></div>';
console.log(string.match(regex)[0]); 
// => id="container" class="main"
复制代码

因为.是通配符,本身就匹配双引号的,而量词*又是贪婪的,当遇到container后面双引号时,不会停下来,会继续匹配,直到遇到最后一个双引号为止。

解决之道,可以使用惰性匹配:

var regex = /id=".*?"/
var string = '<div id="container" class="main"></div>';
console.log(string.match(regex)[0]); 
// => id="container"
复制代码

当然,这样也会有个问题。效率比较低,因为其匹配原理会涉及到“回溯”这个概念(这里也只是顺便提一下,第四章会详细说明)。可以优化如下:

var regex = /id="[^"]*"/
var string = '<div id="container" class="main"></div>';
console.log(string.match(regex)[0]); 
// => id="container"复制代码

第1章 小结

字符匹配相关的案例,挺多的,不一而足。

掌握字符组和量词就能解决大部分常见的情形,也就是说,当你会了这二者,JS正则算是入门了。


第二章 正则表达式位置匹配攻略

正则表达式是匹配模式,要么匹配字符,要么匹配位置。请记住这句话。

然而大部分人学习正则时,对于匹配位置的重视程度没有那么高。

本章讲讲正则匹配位置的总总。

内容包括:

  1. 什么是位置?
  2. 如何匹配位置?
  3. 位置的特性
  4. 几个应用实例分析

1. 什么是位置呢?

位置是相邻字符之间的位置。比如,下图中箭头所指的地方:


2. 如何匹配位置呢?

在ES5中,共有6个锚字符:

^ $ \b \B (?=p) (?!p)

2.1 ^和$

^(脱字符)匹配开头,在多行匹配中匹配行开头。

$(美元符号)匹配结尾,在多行匹配中匹配行结尾。

比如我们把字符串的开头和结尾用"#"替换(位置可以替换成字符的!):

var result = "hello".replace(/^|$/g, '#');
console.log(result); 
// => "#hello#"
复制代码

多行匹配模式时,二者是行的概念,这个需要我们的注意:

var result = "I\nlove\njavascript".replace(/^|$/gm, '#');
console.log(result);
/*
#I#
#love#
#javascript#
*/
复制代码

2.2 \b和\B

\b是单词边界,具体就是\w\W之间的位置,也包括\w^之间的位置,也包括\w$之间的位置。

比如一个文件名是"[JS] Lesson_01.mp4"中的\b,如下:

var result = "[JS] Lesson_01.mp4".replace(/\b/g, '#');
console.log(result); 
// => "[#JS#] #Lesson_01#.#mp4#"
复制代码

为什么是这样呢?这需要仔细看看。

首先,我们知道,\w是字符组[0-9a-zA-Z_]的简写形式,即\w是字母数字或者下划线的中任何一个字符。而\W是排除字符组[^0-9a-zA-Z_]的简写形式,即\W\w以外的任何一个字符。

此时我们可以看看"[#JS#] #Lesson_01#.#mp4#"中的每一个"#",是怎么来的。

  • 第一个"#",两边是"["与"J",是\W\w之间的位置。
  • 第二个"#",两边是"S"与"]",也就是\w\W之间的位置。
  • 第三个"#",两边是空格与"L",也就是\W\w之间的位置。
  • 第四个"#",两边是"1"与".",也就是\w\W之间的位置。
  • 第五个"#",两边是"."与"m",也就是\W\w之间的位置。
  • 第六个"#",其对应的位置是结尾,但其前面的字符"4"是\w,即\w$之间的位置。

知道了\b的概念后,那么\B也就相对好理解了。

\B就是\b的反面的意思,非单词边界。例如在字符串中所有位置中,扣掉\b,剩下的都是\B的。

具体说来就是\w\w\W\W^\W\W$之间的位置。

比如上面的例子,把所有\B替换成"#":

var result = "[JS] Lesson_01.mp4".replace(/\B/g, '#');
console.log(result); 
// => "#[J#S]# L#e#s#s#o#n#_#0#1.m#p#4"
复制代码

2.3 (?=p)和(?!p)

(?=p),其中p是一个子模式,即p前面的位置。

比如(?=l),表示'l'字符前面的位置,例如:

var result = "hello".replace(/(?=l)/g, '#');
console.log(result); 
// => "he#l#lo"
复制代码

(?!p)就是(?=p)的反面意思,比如:

var result = "hello".replace(/(?!l)/g, '#');

console.log(result); 
// => "#h#ell#o#"
复制代码

二者的学名分别是positive lookahead和negative lookahead。

中文翻译分别是正向先行断言和负向先行断言。

ES6中,还支持positive lookbehind和negative lookbehind。

具体是(?<=p)(?<!p)

也有书上把这四个东西,翻译成环视,即看看右边或看看左边。

但一般书上,没有很好强调这四者是个位置。

比如(?=p),一般都理解成:要求接下来的字符与p匹配,但不能包括p的那些字符。

而在本人看来(?=p)就与^一样好理解,就是p前面的那个位置。

3. 位置的特性

对于位置的理解,我们可以理解成空字符""。

比如"hello"字符串等价于如下的形式:

"hello" == "" + "h" + "" + "e" + "" + "l" + "" + "l" + "o" + "";
复制代码

也等价于:

"hello" == "" + "" + "hello"
复制代码

因此,把/^hello$/写成/^^hello$$$/,是没有任何问题的:

var result = /^^hello$$$/.test("hello");
console.log(result); 
// => true
复制代码

甚至可以写成更复杂的:

var result = /(?=he)^^he(?=\w)llo$\b\b$/.test("hello");
console.log(result); 
// => true
复制代码

也就是说字符之间的位置,可以写成多个。

把位置理解空字符,是对位置非常有效的理解方式。

4. 相关案例

4.1 不匹配任何东西的正则

让你写个正则不匹配任何东西

easy,/.^/

因为此正则要求只有一个字符,但该字符后面是开头。

4.2 数字的千位分隔符表示法

比如把"12345678",变成"12,345,678"。

可见是需要把相应的位置替换成","。

思路是什么呢?

4.2.1 弄出最后一个逗号

使用(?=\d{3}$)就可以做到:

var result = "12345678".replace(/(?=\d{3}$)/g, ',')
console.log(result); 
// => "12345,678"
复制代码

4.2.2 弄出所有的逗号

因为逗号出现的位置,要求后面3个数字一组,也就是\d{3}至少出现一次。

此时可以使用量词+

var result = "12345678".replace(/(?=(\d{3})+$)/g, ',')
console.log(result); 
// => "12,345,678"
复制代码

4.2.3 匹配其余案例

写完正则后,要多验证几个案例,此时我们会发现问题:

var result = "123456789".replace(/(?=(\d{3})+$)/g, ',')
console.log(result); 
// => ",123,456,789"
复制代码

因为上面的正则,仅仅表示把从结尾向前数,一但是3的倍数,就把其前面的位置替换成逗号。因此才会出现这个问题。

怎么解决呢?我们要求匹配的到这个位置不能是开头。

我们知道匹配开头可以使用^,但要求这个位置不是开头怎么办?

easy,(?!^),你想到了吗?测试如下:

var string1 = "12345678",
string2 = "123456789";
reg = /(?!^)(?=(\d{3})+$)/g;

var result = string1.replace(reg, ',')
console.log(result); 
// => "12,345,678"

result = string2.replace(reg, ',');
console.log(result); 
// => "123,456,789"
复制代码

4.2.4 支持其他形式

如果要把"12345678 123456789"替换成"12,345,678 123,456,789"。

此时我们需要修改正则,把里面的开头^和结尾$,替换成\b

var string = "12345678 123456789",
reg = /(?!\b)(?=(\d{3})+\b)/g;

var result = string.replace(reg, ',')
console.log(result); 
// => "12,345,678 123,456,789"
复制代码

其中(?!\b)怎么理解呢?

要求当前是一个位置,但不是\b前面的位置,其实(?!\b)说的就是\B

因此最终正则变成了:/\B(?=(\d{3})+\b)/g

4.3 验证密码问题

密码长度6-12位,由数字、小写字符和大写字母组成,但必须至少包括2种字符。

此题,如果写成多个正则来判断,比较容易。但要写成一个正则就比较困难。

那么,我们就来挑战一下。看看我们对位置的理解是否深刻。

4.3.1 简化

不考虑“但必须至少包括2种字符”这一条件。我们可以容易写出:

var reg = /^[0-9A-Za-z]{6,12}$/;
复制代码

4.3.2 判断是否包含有某一种字符

假设,要求的必须包含数字,怎么办?此时我们可以使用(?=.*[0-9])来做。

因此正则变成:

var reg = /(?=.*[0-9])^[0-9A-Za-z]{6,12}$/;
复制代码

4.3.3 同时包含具体两种字符

比如同时包含数字和小写字母,可以用(?=.*[0-9])(?=.*[a-z])来做。

因此正则变成:

var reg = /(?=.*[0-9])(?=.*[a-z])^[0-9A-Za-z]{6,12}$/;
复制代码

4.3.4 解答

我们可以把原题变成下列几种情况之一:

  1. 同时包含数字和小写字母
  2. 同时包含数字和大写字母
  3. 同时包含小写字母和大写字母
  4. 同时包含数字、小写字母和大写字母

以上的4种情况是或的关系(实际上,可以不用第4条)。

最终答案是:

var reg = /((?=.*[0-9])(?=.*[a-z])|(?=.*[0-9])(?=.*[A-Z])|(?=.*[a-z])(?=.*[A-Z]))^[0-9A-Za-z]{6,12}$/;
console.log( reg.test("1234567") ); // false 全是数字
console.log( reg.test("abcdef") ); // false 全是小写字母
console.log( reg.test("ABCDEFGH") ); // false 全是大写字母
console.log( reg.test("ab23C") ); // false 不足6位
console.log( reg.test("ABCDEF234") ); // true 大写字母和数字
console.log( reg.test("abcdEF234") ); // true 三者都有
复制代码

4.3.5 解惑

上面的正则看起来比较复杂,只要理解了第二步,其余就全部理解了。

/(?=.*[0-9])^[0-9A-Za-z]{6,12}$/

对于这个正则,我们只需要弄明白(?=.*[0-9])^即可。

分开来看就是(?=.*[0-9])^

表示开头前面还有个位置(当然也是开头,即同一个位置,想想之前的空字符类比)。

(?=.*[0-9])表示该位置后面的字符匹配.*[0-9],即,有任何多个任意字符,后面再跟个数字。

翻译成大白话,就是接下来的字符,必须包含个数字。

4.3.6 另外一种解法

“至少包含两种字符”的意思就是说,不能全部都是数字,也不能全部都是小写字母,也不能全部都是大写字母。

那么要求“不能全部都是数字”,怎么做呢?(?!p)出马!

对应的正则是:

var reg = /(?!^[0-9]{6,12}$)^[0-9A-Za-z]{6,12}$/;
复制代码

三种“都不能”呢?

最终答案是:

var reg = /(?!^[0-9]{6,12}$)(?!^[a-z]{6,12}$)(?!^[A-Z]{6,12}$)^[0-9A-Za-z]{6,12}$/;
console.log( reg.test("1234567") ); // false 全是数字
console.log( reg.test("abcdef") ); // false 全是小写字母
console.log( reg.test("ABCDEFGH") ); // false 全是大写字母
console.log( reg.test("ab23C") ); // false 不足6位
console.log( reg.test("ABCDEF234") ); // true 大写字母和数字
console.log( reg.test("abcdEF234") ); // true 三者都有
复制代码

第二章小结

位置匹配相关的案例,挺多的,不一而足。

掌握匹配位置的这6个锚字符,给我们解决正则问题一个新工具。


第三章 正则表达式括号的作用

不管哪门语言中都有括号。正则表达式也是一门语言,而括号的存在使这门语言更为强大。

对括号的使用是否得心应手,是衡量对正则的掌握水平的一个侧面标准。

括号的作用,其实三言两语就能说明白,括号提供了分组,便于我们引用它。

引用某个分组,会有两种情形:在JavaScript里引用它,在正则表达式里引用它。

本章内容虽相对简单,但我也要写长点。

内容包括:

  1. 分组和分支结构
  2. 捕获分组
  3. 反向引用
  4. 非捕获分组
  5. 相关案例

1. 分组和分支结构

这二者是括号最直觉的作用,也是最原始的功能。

1.1 分组

我们知道/a+/匹配连续出现的“a”,而要匹配连续出现的“ab”时,需要使用/(ab)+/

其中括号是提供分组功能,使量词+作用于“ab”这个整体,测试如下:

var regex = /(ab)+/g;
var string = "ababa abbb ababab";
console.log( string.match(regex) ); 
// => ["abab", "ab", "ababab"]
复制代码

1.2 分支结构

而在多选分支结构(p1|p2)中,此处括号的作用也是不言而喻的,提供了子表达式的所有可能。

比如,要匹配如下的字符串:

I love JavaScript

I love Regular Expression

可以使用正则:

var regex = /^I love (JavaScript|Regular Expression)$/;
console.log( regex.test("I love JavaScript") );
console.log( regex.test("I love Regular Expression") );
// => true
// => true复制代码

如果去掉正则中的括号,即/^I love JavaScript|Regular Expression$/,匹配字符串是"I love JavaScript"和"Regular Expression",当然这不是我们想要的。

2. 引用分组

这是括号一个重要的作用,有了它,我们就可以进行数据提取,以及更强大的替换操作。

而要使用它带来的好处,必须配合使用实现环境的API。

以日期为例。假设格式是yyyy-mm-dd的,我们可以先写一个简单的正则:

var regex = /\d{4}-\d{2}-\d{2}/;
复制代码

然后再修改成括号版的:

var regex = /(\d{4})-(\d{2})-(\d{2})/;
复制代码

为什么要使用这个正则呢?

2.1 提取数据

比如提取出年、月、日,可以这么做:

var regex = /(\d{4})-(\d{2})-(\d{2})/;
var string = "2017-06-12";
console.log( string.match(regex) ); 
// => ["2017-06-12", "2017", "06", "12", index: 0, input: "2017-06-12"]
复制代码

match返回的一个数组,第一个元素是整体匹配结果,然后是各个分组(括号里)匹配的内容,然后是匹配下标,最后是输入的文本。(注意:如果正则是否有修饰符gmatch返回的数组格式是不一样的)。

另外也可以使用正则对象的exec方法:

var regex = /(\d{4})-(\d{2})-(\d{2})/;
var string = "2017-06-12";
console.log( regex.exec(string) ); 
// => ["2017-06-12", "2017", "06", "12", index: 0, input: "2017-06-12"]
复制代码

同时,也可以使用构造函数的全局属性$1$9来获取:

var regex = /(\d{4})-(\d{2})-(\d{2})/;
var string = "2017-06-12";

regex.test(string); // 正则操作即可,例如
//regex.exec(string);
//string.match(regex);

console.log(RegExp.$1); // "2017"
console.log(RegExp.$2); // "06"
console.log(RegExp.$3); // "12"
复制代码

2.2 替换

比如,想把yyyy-mm-dd格式,替换成mm/dd/yyyy怎么做?

var regex = /(\d{4})-(\d{2})-(\d{2})/;
var string = "2017-06-12";
var result = string.replace(regex, "$2/$3/$1");
console.log(result); 
// => "06/12/2017"
复制代码

其中replace中的,第二个参数里用$1$2$3指代相应的分组。等价于如下的形式:

var regex = /(\d{4})-(\d{2})-(\d{2})/;
var string = "2017-06-12";
var result = string.replace(regex, function() {
	return RegExp.$2 + "/" + RegExp.$3 + "/" + RegExp.$1;
});
console.log(result); 
// => "06/12/2017"
复制代码

也等价于:

var regex = /(\d{4})-(\d{2})-(\d{2})/;
var string = "2017-06-12";
var result = string.replace(regex, function(match, year, month, day) {
	return month + "/" + day + "/" + year;
});
console.log(result); 
// => "06/12/2017"
复制代码

3. 反向引用

除了使用相应API来引用分组,也可以在正则本身里引用分组。但只能引用之前出现的分组,即反向引用。

还是以日期为例。

比如要写一个正则支持匹配如下三种格式:

2016-06-12

2016/06/12

2016.06.12

最先可能想到的正则是:

var regex = /\d{4}(-|\/|\.)\d{2}(-|\/|\.)\d{2}/;
var string1 = "2017-06-12";
var string2 = "2017/06/12";
var string3 = "2017.06.12";
var string4 = "2016-06/12";
console.log( regex.test(string1) ); // true
console.log( regex.test(string2) ); // true
console.log( regex.test(string3) ); // true
console.log( regex.test(string4) ); // true
复制代码

其中/.需要转义。虽然匹配了要求的情况,但也匹配"2016-06/12"这样的数据。

假设我们想要求分割符前后一致怎么办?此时需要使用反向引用:

var regex = /\d{4}(-|\/|\.)\d{2}\1\d{2}/;
var string1 = "2017-06-12";
var string2 = "2017/06/12";
var string3 = "2017.06.12";
var string4 = "2016-06/12";
console.log( regex.test(string1) ); // true
console.log( regex.test(string2) ); // true
console.log( regex.test(string3) ); // true
console.log( regex.test(string4) ); // false
复制代码

注意里面的\1,表示的引用之前的那个分组(-|\/|\.)。不管它匹配到什么(比如-),\1都匹配那个同样的具体某个字符。

我们知道了\1的含义后,那么\2\3的概念也就理解了,即分别指代第二个和第三个分组。

看到这里,此时,恐怕你会有三个问题。

3.1 括号嵌套怎么办?

以左括号(开括号)为准。比如:

var regex = /^((\d)(\d(\d)))\1\2\3\4$/;
var string = "1231231233";
console.log( regex.test(string) ); // true
console.log( RegExp.$1 ); // 123
console.log( RegExp.$2 ); // 1
console.log( RegExp.$3 ); // 23
console.log( RegExp.$4 ); // 3
复制代码

我们可以看看这个正则匹配模式:

  • 第一个字符是数字,比如说1,
  • 第二个字符是数字,比如说2,
  • 第三个字符是数字,比如说3,
  • 接下来的是\1,是第一个分组内容,那么看第一个开括号对应的分组是什么,是123,
  • 接下来的是\2,找到第2个开括号,对应的分组,匹配的内容是1,
  • 接下来的是\3,找到第3个开括号,对应的分组,匹配的内容是23,
  • 最后的是\4,找到第3个开括号,对应的分组,匹配的内容是3。

这个问题,估计仔细看一下,就该明白了。

3.2 \10表示什么呢?

另外一个疑问可能是,即\10是表示第10个分组,还是\10呢?

答案是前者,虽然一个正则里出现\10比较罕见。测试如下:

var regex = /(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(#) \10+/;
var string = "123456789# ######"
console.log( regex.test(string) );
// => true复制代码

3.3 引用不存在的分组会怎样?

因为反向引用,是引用前面的分组,但我们在正则里引用了不存在的分组时,此时正则不会报错,只是匹配反向引用的字符本身。例如\2,就匹配"\2"。注意"\2"表示对"2"进行了转意。

var regex = /\1\2\3\4\5\6\7\8\9/;
console.log( regex.test("\1\2\3\4\5\6\7\8\9") ); 
console.log( "\1\2\3\4\5\6\7\8\9".split("") );
复制代码

chrome浏览器打印的结果:


4. 非捕获分组

之前文中出现的分组,都会捕获它们匹配到的数据,以便后续引用,因此也称他们是捕获型分组。

如果只想要括号最原始的功能,但不会引用它,即,既不在API里引用,也不在正则里反向引用。此时可以使用非捕获分组(?:p),例如本文第一个例子可以修改为:

var regex = /(?:ab)+/g;
var string = "ababa abbb ababab";
console.log( string.match(regex) ); 
// => ["abab", "ab", "ababab"]
复制代码

5. 相关案例

至此括号的作用已经讲完了,总结一句话,就是提供了可供我们使用的分组,如何用就看我们的了。

5.1 字符串trim方法模拟

trim方法是去掉字符串的开头和结尾的空白符。有两种思路去做。

第一种,匹配到开头和结尾的空白符,然后替换成空字符。如:

function trim(str) {
	return str.replace(/^\s+|\s+$/g, '');
}
console.log( trim("  foobar   ") ); 
// => "foobar"
复制代码

第二种,匹配整个字符串,然后用引用来提取出相应的数据:

function trim(str) {
	return str.replace(/^\s*(.*?)\s*$/g, "$1");
}
console.log( trim("  foobar   ") ); 
// => "foobar"
复制代码

这里使用了惰性匹配*?,不然也会匹配最后一个空格之前的所有空格的。

当然,前者效率高。

5.2 将每个单词的首字母转换为大写

function titleize(str) {
	return str.toLowerCase().replace(/(?:^|\s)\w/g, function(c) {
		return c.toUpperCase();
	});
}
console.log( titleize('my name is epeli') ); 
// => "My Name Is Epeli"
复制代码

思路是找到每个单词的首字母,当然这里不使用非捕获匹配也是可以的。

5.3 驼峰化

function camelize(str) {
	return str.replace(/[-_\s]+(.)?/g, function(match, c) {
		return c ? c.toUpperCase() : '';
	});
}
console.log( camelize('-moz-transform') ); 
// => "MozTransform"
复制代码

其中分组(.)表示首字母。单词的界定是,前面的字符可以是多个连字符、下划线以及空白符。正则后面的?的目的,是为了应对str尾部的字符可能不是单词字符,比如str是'-moz-transform    '。

5.4 中划线化

function dasherize(str) {
	return str.replace(/([A-Z])/g, '-$1').replace(/[-_\s]+/g, '-').toLowerCase();
}
console.log( dasherize('MozTransform') ); 
// => "-moz-transform"
复制代码

驼峰化的逆过程。

5.5 html转义和反转义

// 将HTML特殊字符转换成等值的实体
function escapeHTML(str) {
	var escapeChars = {
	  '¢' : 'cent',
	  '£' : 'pound',
	  '¥' : 'yen',
	  '€': 'euro',
	  '©' :'copy',
	  '®' : 'reg',
	  '<' : 'lt',
	  '>' : 'gt',
	  '"' : 'quot',
	  '&' : 'amp',
	  '\'' : '#39'
	};
	return str.replace(new RegExp('[' + Object.keys(escapeChars).join('') +']', 'g'), function(match) {
		return '&' + escapeChars[match] + ';';
	});
}
console.log( escapeHTML('<div>Blah blah blah</div>') );
// => "&lt;div&gt;Blah blah blah&lt;/div&gt";
复制代码

其中使用了用构造函数生成的正则,然后替换相应的格式就行了,这个跟本章没多大关系。

倒是它的逆过程,使用了括号,以便提供引用,也很简单,如下:

// 实体字符转换为等值的HTML。
function unescapeHTML(str) {
	var htmlEntities = {
	  nbsp: ' ',
	  cent: '¢',
	  pound: '£',
	  yen: '¥',
	  euro: '€',
	  copy: '©',
	  reg: '®',
	  lt: '<',
	  gt: '>',
	  quot: '"',
	  amp: '&',
	  apos: '\''
	};
	return str.replace(/\&([^;]+);/g, function(match, key) {
		if (key in htmlEntities) {
			return htmlEntities[key];
		}
		return match;
	});
}
console.log( unescapeHTML('&lt;div&gt;Blah blah blah&lt;/div&gt;') );
// => "<div>Blah blah blah</div>"
复制代码

通过key获取相应的分组引用,然后作为对象的键。

5.6 匹配成对标签

要求匹配:

<title>regular expression</title>

<p>laoyao bye bye</p>

不匹配:

<title>wrong!</p>

匹配一个开标签,可以使用正则<[^>]+>

匹配一个闭标签,可以使用<\/[^>]+>

但是要求匹配成对标签,那就需要使用反向引用,如:

var regex = /<([^>]+)>[\d\D]*<\/\1>/;
var string1 = "<title>regular expression</title>";
var string2 = "<p>laoyao bye bye</p>";
var string3 = "<title>wrong!</p>";
console.log( regex.test(string1) ); // true
console.log( regex.test(string2) ); // true
console.log( regex.test(string3) ); // false
复制代码

其中开标签<[^>]+>改成<([^>]+)>,使用括号的目的是为了后面使用反向引用,而提供分组。闭标签使用了反向引用,<\/\1>

另外[\d\D]的意思是,这个字符是数字或者不是数字,因此,也就是匹配任意字符的意思。

第三章小结

正则中使用括号的例子那可是太多了,不一而足。

重点理解括号可以提供分组,我们可以提取数据,应该就可以了。

例子中的代码,基本没做多少分析,相信你都能看懂的。


第4章 正则表达式回溯法原理

学习正则表达式,是需要懂点儿匹配原理的。

而研究匹配原理时,有两个字出现的频率比较高:“回溯”。

听起来挺高大上,确实还有很多人对此不明不白的。

因此,本章就简单扼要地说清楚回溯到底是什么东西。

内容包括:

  1. 没有回溯的匹配
  2. 有回溯的匹配
  3. 常见的回溯形式

1. 没有回溯的匹配

假设我们的正则是/ab{1,3}c/,其可视化形式是:


而当目标字符串是"abbbc"时,就没有所谓的“回溯”。其匹配过程是:


其中子表达式b{1,3}表示“b”字符连续出现1到3次。

2. 有回溯的匹配

如果目标字符串是"abbc",中间就有回溯。


图中第5步有红颜色,表示匹配不成功。此时b{1,3}已经匹配到了2个字符“b”,准备尝试第三个时,结果发现接下来的字符是“c”。那么就认为b{1,3}就已经匹配完毕。然后状态又回到之前的状态(即第6步,与第4步一样),最后再用子表达式c,去匹配字符“c”。当然,此时整个表达式匹配成功了。

图中的第6步,就是“回溯”。

你可能对此没有感觉,这里我们再举一个例子。正则是:


目标字符串是"abbbc",匹配过程是:


其中第7步和第10步是回溯。第7步与第4步一样,此时b{1,3}匹配了两个"b",而第10步与第3步一样,此时b{1,3}只匹配了一个"b",这也是b{1,3}的最终匹配结果。

这里再看一个清晰的回溯,正则是:


目标字符串是:"acd"ef,匹配过程是:


图中省略了尝试匹配双引号失败的过程。可以看出.*是非常影响效率的。

为了减少一些不必要的回溯,可以把正则修改为/"[^"]*"/

3. 常见的回溯形式

正则表达式匹配字符串的这种方式,有个学名,叫回溯法。

回溯法也称试探法,它的基本思想是:从问题的某一种状态(初始状态)出发,搜索从这种状态出发所能达到的所有“状态”,当一条路走到“尽头”的时候(不能再前进),再后退一步或若干步,从另一种可能“状态”出发,继续搜索,直到所有的“路径”(状态)都试探过。这种不断“前进”、不断“回溯”寻找解的方法,就称作“回溯法”。(copy于百度百科)。

本质上就是深度优先搜索算法。其中退到之前的某一步这一过程,我们称为“回溯”。从上面的描述过程中,可以看出,路走不通时,就会发生“回溯”。即,尝试匹配失败时,接下来的一步通常就是回溯。

道理,我们是懂了。那么JS中正则表达式会产生回溯的地方都有哪些呢?

3.1 贪婪量词

之前的例子都是贪婪量词相关的。比如b{1,3},因为其是贪婪的,尝试可能的顺序是从多往少的方向去尝试。首先会尝试"bbb",然后再看整个正则是否能匹配。不能匹配时,吐出一个"b",即在"bb"的基础上,再继续尝试。如果还不行,再吐出一个,再试。如果还不行呢?只能说明匹配失败了。

虽然局部匹配是贪婪的,但也要满足整体能正确匹配。否则,皮之不存,毛将焉附?

此时我们不禁会问,如果当多个贪婪量词挨着存在,并相互有冲突时,此时会是怎样?

答案是,先下手为强!因为深度优先搜索。测试如下:

var string = "12345";
var regex = /(\d{1,3})(\d{1,3})/;
console.log( string.match(regex) );
// => ["12345", "123", "45", index: 0, input: "12345"]
复制代码

其中,前面的\d{1,3}匹配的是"123",后面的\d{1,3}匹配的是"45"。

3.2 惰性量词

惰性量词就是在贪婪量词后面加个问号。表示尽可能少的匹配,比如:

var string = "12345";
var regex = /(\d{1,3}?)(\d{1,3})/;
console.log( string.match(regex) );
// => ["1234", "1", "234", index: 0, input: "12345"]
复制代码

其中\d{1,3}?只匹配到一个字符"1",而后面的\d{1,3}匹配了"234"。

虽然惰性量词不贪,但也会有回溯的现象。比如正则是:


目标字符串是"12345",匹配过程是:


知道你不贪、很知足,但是为了整体匹配成,没办法,也只能给你多塞点了。因此最后\d{1,3}?匹配的字符是"12",是两个数字,而不是一个。

3.3 分支结构

我们知道分支也是惰性的,比如/can|candy/,去匹配字符串"candy",得到的结果是"can",因为分支会一个一个尝试,如果前面的满足了,后面就不会再试验了。

分支结构,可能前面的子模式会形成了局部匹配,如果接下来表达式整体不匹配时,仍会继续尝试剩下的分支。这种尝试也可以看成一种回溯。

比如正则:


目标字符串是"candy",匹配过程:


上面第5步,虽然没有回到之前的状态,但仍然回到了分支结构,尝试下一种可能。所以,可以认为它是一种回溯的。

第四章小结

其实回溯法,很容易掌握的。

简单总结就是,正因为有多种可能,所以要一个一个试。直到,要么到某一步时,整体匹配成功了;要么最后都试完后,发现整体匹配不成功。

  1. 贪婪量词“试”的策略是:买衣服砍价。价钱太高了,便宜点,不行,再便宜点。
  2. 惰性量词“试”的策略是:卖东西加价。给少了,再多给点行不,还有点少啊,再给点。
  3. 分支结构“试”的策略是:货比三家。这家不行,换一家吧,还不行,再换。

既然有回溯的过程,那么匹配效率肯定低一些。相对谁呢?相对那些DFA引擎。

而JS的正则引擎是NFA,NFA是“非确定型有限自动机”的简写。

大部分语言中的正则都是NFA,为啥它这么流行呢?

答:你别看我匹配慢,但是我编译快啊,而且我还有趣哦。


第5章 正则表达式的拆分

对于一门语言的掌握程度怎么样,可以有两个角度来衡量:读和写。

不仅要求自己能解决问题,还要看懂别人的解决方案。代码是这样,正则表达式也是这样。

正则这门语言跟其他语言有一点不同,它通常就是一大堆字符,而没有所谓“语句”的概念。

如何能正确地把一大串正则拆分成一块一块的,成为了破解“天书”的关键。

本章就解决这一问题,内容包括:

  1. 结构和操作符
  2. 注意要点
  3. 案例分析

1. 结构和操作符

编程语言一般都有操作符。只要有操作符,就会出现一个问题。当一大堆操作在一起时,先操作谁,又后操作谁呢?为了不产生歧义,就需要语言本身定义好操作顺序,即所谓的优先级。

而在正则表达式中,操作符都体现在结构中,即由特殊字符和普通字符所代表的一个个特殊整体。

JS正则表达式中,都有哪些结构呢?

字符字面量、字符组、量词、锚字符、分组、选择分支、反向引用。

具体含义简要回顾如下(如懂,可以略去不看):

字面量,匹配一个具体字符,包括不用转义的和需要转义的。比如a匹配字符"a",又比如\n匹配换行符,又比如\.匹配小数点。

字符组,匹配一个字符,可以是多种可能之一,比如[0-9],表示匹配一个数字。也有\d的简写形式。另外还有反义字符组,表示可以是除了特定字符之外任何一个字符,比如[^0-9],表示一个非数字字符,也有\D的简写形式。

量词,表示一个字符连续出现,比如a{1,3}表示“a”字符连续出现3次。另外还有常见的简写形式,比如a+表示“a”字符连续出现至少一次。

锚点,匹配一个位置,而不是字符。比如^匹配字符串的开头,又比如\b匹配单词边界,又比如(?=\d)表示数字前面的位置。

分组,用括号表示一个整体,比如(ab)+,表示"ab"两个字符连续出现多次,也可以使用非捕获分组(?:ab)+

分支,多个子表达式多选一,比如abc|bcd,表达式匹配"abc"或者"bcd"字符子串。

反向引用,比如\2,表示引用第2个分组。

其中涉及到的操作符有:

1.转义符 \
2.括号和方括号 (...)(?:...)(?=...)(?!...)[...]
3.量词限定符 {m}{m,n}{m,}?*+
4.位置和序列 ^$\元字符一般字符
5. 管道符(竖杠)|

上面操作符的优先级从上至下,由高到低。

这里,我们来分析一个正则:

/ab?(c|de*)+|fg/

  1. 由于括号的存在,所以,(c|de*)是一个整体结构。
  2. (c|de*)中,注意其中的量词*,因此e*是一个整体结构。
  3. 又因为分支结构“|”优先级最低,因此c是一个整体、而de*是另一个整体。
  4. 同理,整个正则分成了 ab?(...)+fg。而由于分支的原因,又可以分成ab?(c|de*)+fg这两部分。

希望你没被我绕晕,上面的分析可用其可视化形式描述如下:


2. 注意要点

关于结构和操作符,还是有几点需要强调:

2.1 匹配字符串整体问题

因为是要匹配整个字符串,我们经常会在正则前后中加上锚字符^$

比如要匹配目标字符串"abc"或者"bcd"时,如果一不小心,就会写成/^abc|bcd$/

而位置字符和字符序列优先级要比竖杠高,故其匹配的结构是:


应该修改成:


2.2 量词连缀问题

假设,要匹配这样的字符串:

1. 每个字符为a、b、c任选其一

2. 字符串的长度是3的倍数

此时正则不能想当然地写成/^[abc]{3}+$/,这样会报错,说+前面没什么可重复的:


此时要修改成:


2.3 元字符转义问题

所谓元字符,就是正则中有特殊含义的字符。

所有结构里,用到的元字符总结如下:

^ $ . * + ? | \ / ( ) [ ] { } = ! : - ,

当匹配上面的字符本身时,可以一律转义:

var string = "^$.*+?|\\/[]{}=!:-,";
var regex = /\^\$\.\*\+\?\|\\\/\[\]\{\}\=\!\:\-\,/;
console.log( regex.test(string) ); 
// => true
复制代码

其中string中的\字符也要转义的。

另外,在string中,也可以把每个字符转义,当然,转义后的结果仍是本身:

var string = "^$.*+?|\\/[]{}=!:-,";
var string2 = "\^\$\.\*\+\?\|\\\/\[\]\{\}\=\!\:\-\,";
console.log( string == string2 ); 
// => true
复制代码

现在的问题是,是不是每个字符都需要转义呢?否,看情况。

2.3.1 字符组中的元字符

跟字符组相关的元字符有[]^-。因此在会引起歧义的地方进行转义。例如开头的^必须转义,不然会把整个字符组,看成反义字符组。

var string = "^$.*+?|\\/[]{}=!:-,";
var regex = /[\^$.*+?|\\/\[\]{}=!:\-,]/g;
console.log( string.match(regex) );
// => ["^", "$", ".", "*", "+", "?", "|", "\", "/", "[", "]", "{", "}", "=", "!", ":", "-", ","]
复制代码

2.3.2 匹配“[abc]”和“{3,5}”

我们知道[abc],是个字符组。如果要匹配字符串"[abc]"时,该怎么办?

可以写成/\[abc\]/,也可以写成/\[abc]/,测试如下:

var string = "[abc]";
var regex = /\[abc]/g;
console.log( string.match(regex)[0] ); 
// => "[abc]"
复制代码

只需要在第一个方括号转义即可,因为后面的方括号构不成字符组,正则不会引发歧义,自然不需要转义。

同理,要匹配字符串"{3,5}",只需要把正则写成/\{3,5}/即可。

另外,我们知道量词有简写形式{m,},却没有{,n}的情况。虽然后者不构成量词的形式,但此时并不会报错。当然,匹配的字符串也是"{,n}",测试如下:

var string = "{,3}";
var regex = /{,3}/g;
console.log( string.match(regex)[0] ); 
// => "{,3}"
复制代码

2.3.3 其余情况

比如= ! : - ,等符号,只要不在特殊结构中,也不需要转义。

但是,括号需要前后都转义的,如/\(123\)/

至于剩下的^ $ . * + ? | \ /等字符,只要不在字符组内,都需要转义的。

3. 案例分析

接下来分析两个例子,一个简单的,一个复杂的。

3.1 身份证

正则表达式是:

/^(\d{15}|\d{17}[\dxX])$/

因为竖杠“|”,的优先级最低,所以正则分成了两部分\d{15}\d{17}[\dxX]

  • \d{15}表示15位连续数字。
  • \d{17}[\dxX]表示17位连续数字,最后一位可以是数字可以大小写字母"x"。

可视化如下:


3.2 IPV4地址

正则表达式是:

/^((0{0,2}\d|0?\d{2}|1\d{2}|2[0-4]\d|25[0-5])\.){3}(0{0,2}\d|0?\d{2}|1\d{2}|2[0-4]\d|25[0-5])$/

这个正则,看起来非常吓人。但是熟悉优先级后,会立马得出如下的结构:

((...)\.){3}(...)

上面的两个(...)是一样的结构。表示匹配的是3位数字。因此整个结构是

3位数.3位数.3位数.3位数

然后再来分析(...)

(0{0,2}\d|0?\d{2}|1\d{2}|2[0-4]\d|25[0-5])(0{0,2}\d|0?\d{2}|1\d{2}|2[0-4]\d|25[0-5])

它是一个多选结构,分成5个部分:

  • 0{0,2}\d,匹配一位数,包括0补齐的。比如,9、09、009;
  • 0?\d{2},匹配两位数,包括0补齐的,也包括一位数;
  • 1\d{2},匹配100到199;
  • 2[0-4]\d,匹配200-249;
  • 25[0-5],匹配250-255。

最后来看一下其可视化形式:


第五章小结

掌握正则表达式中的优先级后,再看任何正则应该都有信心分析下去了。

至于例子,不一而足,没有写太多。

这里稍微总结一下,竖杠的优先级最低,即最后运算。

只要知道这一点,就能读懂大部分正则。

另外关于元字符转义问题,当自己不确定与否时,尽管去转义,总之是不会错的。


第6章 正则表达式的构建

对于一门语言的掌握程度怎么样,可以有两个角度来衡量:读和写。

不仅要看懂别人的解决方案,也要能独立地解决问题。代码是这样,正则表达式也是这样。

与“读”相比,“写”往往更为重要,这个道理是不言而喻的。

对正则的运用,首重就是:如何针对问题,构建一个合适的正则表达式?

本章就解决该问题,内容包括:

  1. 平衡法则
  2. 构建正则前提
  3. 准确性
  4.  效率

1. 平衡法则

构建正则有一点非常重要,需要做到下面几点的平衡:

  1. 匹配预期的字符串
  2. 不匹配非预期的字符串
  3. 可读性和可维护性
  4. 效率

2. 构建正则前提

2.1 是否能使用正则

正则太强大了,以至于我们随便遇到一个操作字符串问题时,都会下意识地去想,用正则该怎么做。但我们始终要提醒自己,正则虽然强大,但不是万能的,很多看似很简单的事情,还是做不到的。

比如匹配这样的字符串:1010010001....

虽然很有规律,但是只靠正则就是无能为力。

2.2 是否有必要使用正则

要认识到正则的局限,不要去研究根本无法完成的任务。同时,也不能走入另一个极端:无所不用正则。能用字符串API解决的简单问题,就不该正则出马。

  • 比如,从日期中提取出年月日,虽然可以使用正则:
var string = "2017-07-01";
var regex = /^(\d{4})-(\d{2})-(\d{2})/;
console.log( string.match(regex) );
// => ["2017-07-01", "2017", "07", "01", index: 0, input: "2017-07-01"]
复制代码

其实,可以使用字符串的split方法来做,即可:

var string = "2017-07-01";
var result = string.split("-");
console.log( result );
// => ["2017", "07", "01"]
复制代码
  • 比如,判断是否有问号,虽然可以使用:
var string = "?id=xx&act=search";
console.log( string.search(/\?/) );
// => 0
复制代码

其实,可以使用字符串的indexOf方法:

var string = "?id=xx&act=search";
console.log( string.indexOf("?") );
// => 0
复制代码
  • 比如获取子串,虽然可以使用正则:
var string = "JavaScript";
console.log( string.match(/.{4}(.+)/)[1] );
// => Script
复制代码

其实,可以直接使用字符串的substringsubstr方法来做:

var string = "JavaScript";
console.log( string.substring(4) );
// => Script
复制代码

2.3 是否有必要构建一个复杂的正则

比如密码匹配问题,要求密码长度6-12位,由数字、小写字符和大写字母组成,但必须至少包括2种字符。

在第2章里,我们写出了正则是:

/(?!^[0-9]{6,12}$)(?!^[a-z]{6,12}$)(?!^[A-Z]{6,12}$)^[0-9A-Za-z]{6,12}$/

其实可以使用多个小正则来做:

var regex1 = /^[0-9A-Za-z]{6,12}$/;
var regex2 = /^[0-9]{6,12}$/;
var regex3 = /^[A-Z]{6,12}$/;
var regex4 = /^[a-z]{6,12}$/;
function checkPassword(string) {
	if (!regex1.test(string)) return false;
	if (regex2.test(string)) return false;
	if (regex3.test(string)) return false;
	if (regex4.test(string)) return false;
	return true;
}
复制代码

3. 准确性

所谓准确性,就是能匹配预期的目标,并且不匹配非预期的目标。

这里提到了“预期”二字,那么我们就需要知道目标的组成规则。

不然没法界定什么样的目标字符串是符合预期的,什么样的又不是符合预期的。

下面将举例说明,当目标字符串构成比较复杂时,该如何构建正则,并考虑到哪些平衡。

3.1 匹配固定电话

比如要匹配如下格式的固定电话号码:

055188888888

0551-88888888

(0551)88888888

第一步,了解各部分的模式规则。

上面的电话,总体上分为区号和号码两部分(不考虑分机号和+86的情形)。

区号是0开头的3到4位数字,对应的正则是:0\d{2,3}

号码是非0开头的7到8位数字,对应的正则是:[1-9]\d{6,7}

因此,匹配055188888888的正则是:/^0\d{2,3}[1-9]\d{6,7}$/

匹配0551-88888888的正则是:/^0\d{2,3}-[1-9]\d{6,7}$/

匹配(0551)88888888的正则是:/^\(0\d{2,3}\)[1-9]\d{6,7}$/

第二步,明确形式关系。

这三者情形是或的关系,可以构建分支:

/^0\d{2,3}[1-9]\d{6,7}$|^0\d{2,3}-[1-9]\d{6,7}$|^\(0\d{2,3}\)[1-9]\d{6,7}$/

提取公共部分:

/^(0\d{2,3}|0\d{2,3}-|\(0\d{2,3}\))[1-9]\d{6,7}$/

进一步简写:

/^(0\d{2,3}-?|\(0\d{2,3}\))[1-9]\d{6,7}$/

其可视化形式:


上面的正则构建过程略显罗嗦,但是这样做,能保证正则是准确的。

上述三种情形是或的关系,这一点很重要,不然很容易按字符是否出现的情形把正则写成:

/^\(?0\d{2,3}\)?-?[1-9]\d{6,7}$/

虽然也能匹配上述目标字符串,但也会匹配(0551-88888888这样的字符串。当然,这不是我们想要的。

其实这个正则也不是完美的,因为现实中,并不是每个3位数和4位数都是一个真实的区号。

这就是一个平衡取舍问题,一般够用就行。

3.2 匹配浮点数

要求匹配如下的格式:

1.23、+1.23、-1.23

10、+10、-10

.2、+.2、-.2

可以看出正则分为三部分。

符号部分:[+-]

整数部分:\d+

小数部分:\.\d+

上述三个部分,并不是全部都出现。如果此时很容易写出如下的正则:

/^[+-]?(\d+)?(\.\d+)?$/

此正则看似没问题,但这个正则也会匹配空字符""。

因为目标字符串的形式关系不是要求每部分都是可选的。

要匹配1.23、+1.23、-1.23,可以用/^[+-]?\d+\.\d+$/

要匹配10、+10、-10,可以用/^[+-]?\d+$/

要匹配.2、+.2、-.2,可以用/^[+-]?\.\d+$/

因此整个正则是这三者的或的关系,提取公众部分后是:

/^[+-]?(\d+\.\d+|\d+|\.\d+)$/

其可视化形式是:


如果要求不匹配+.2和-.2,此时正则变成:


当然,/^[+-]?(\d+\.\d+|\d+|\.\d+)$/也不是完美的,我们也是做了些取舍,比如:

  • 它也会匹配012这样以0开头的整数。如果要求不匹配的话,需要修改整数部分的正则。
  • 一般进行验证操作之前,都要经过trim和判空。那样的话,也许那个错误正则也就够用了。
  • 也可以进一步改写成:/^[+-]?(\d+)?(\.)?\d+$/,这样我们就需要考虑可读性和可维护性了。

4. 效率

保证了准确性后,才需要是否要考虑要优化。大多数情形是不需要优化的,除非运行的非常慢。什么情形正则表达式运行才慢呢?我们需要考察正则表达式的运行过程(原理)。

正则表达式的运行分为如下的阶段:

  1. 编译
  2. 设定起始位置
  3. 尝试匹配
  4. 匹配失败的话,从下一位开始继续第3步
  5. 最终结果:匹配成功或失败

下面以代码为例,来看看这几个阶段都做了什么:

var regex = /\d+/g;
console.log( regex.lastIndex, regex.exec("123abc34def") );
console.log( regex.lastIndex, regex.exec("123abc34def") );
console.log( regex.lastIndex, regex.exec("123abc34def") );
console.log( regex.lastIndex, regex.exec("123abc34def") );
// => 0 ["123", index: 0, input: "123abc34def"]
// => 3 ["34", index: 6, input: "123abc34def"]
// => 8 null
// => 0 ["123", index: 0, input: "123abc34def"]
复制代码

具体分析如下:

var regex = /\d+/g;复制代码

当生成一个正则时,引擎会对其进行编译。报错与否出现这这个阶段。

regex.exec("123abc34def")
复制代码

当尝试匹配时,需要确定从哪一位置开始匹配。一般情形都是字符串的开头,即第0位。

但当使用testexec方法,且正则有g时,起始位置是从正则对象的lastIndex属性开始。

因此第一次exec是从第0位开始,而第二次是从3开始的。

设定好起始位置后,就开始尝试匹配了。

比如第一次exec,从0开始,去尝试匹配,并且成功地匹配到3个数字。此时结束时的下标是2,因此下一次的起始位置是3。

而第二次,起始下标是3,但第3个字符是“a”,并不是数字。但此时并不会直接报匹配失败,而是移动到下一位置,即从第4位开始继续尝试匹配,但该字符是b,也不是数字。再移动到下一位,是c仍不行,再移动一位是数字3,此时匹配到了两位数字34。此时,下一次匹配的位置是d的位置,即第8位。

第三次,是从第8位开始匹配,直到试到最后一位,也没发现匹配的,因此匹配失败,返回null。同时设置lastIndex为0,即,如要再尝试匹配的话,需从头开始。

从上面可以看出,匹配会出现效率问题,主要出现在上面的第3阶段和第4阶段。

因此,主要优化手法也是针对这两阶段的。

4.1 使用具体型字符组来代替通配符,来消除回溯

而在第三阶段,最大的问题就是回溯。

例如,匹配双引用号之间的字符。如,匹配字符串123"abc"456中的"abc"。

如果正则用的是:/".*"/,,会在第3阶段产生4次回溯(粉色表示.*匹配的内容):


如果正则用的是:/".*?"/,会产生2次回溯(粉色表示.*?匹配的内容):


因为回溯的存在,需要引擎保存多种可能中未尝试过的状态,以便后续回溯时使用。注定要占用一定的内存。

此时要使用具体化的字符组,来代替通配符.,以便消除不必要的字符,此时使用正则/"[^"]*"/,即可。

4.2 使用非捕获型分组

因为括号的作用之一是,可以捕获分组和分支里的数据。那么就需要内存来保存它们。

当我们不需要使用分组引用和反向引用时,此时可以使用非捕获分组。例如:

/^[+-]?(\d+\.\d+|\d+|\.\d+)$/

可以修改成:

/^[+-]?(?:\d+\.\d+|\d+|\.\d+)$/

4.3 独立出确定字符

例如/a+/,可以修改成/aa*/

因为后者能比前者多确定了字符a。这样会在第四步中,加快判断是否匹配失败,进而加快移位的速度。

4.4 提取分支公共部分

比如/^abc|^def/,修改成/^(?:abc|def)/

又比如/this|that/,修改成/th(?:is|at)/

这样做,可以减少匹配过程中可消除的重复。

4.5 减少分支的数量,缩小它们的范围

/red|read/,可以修改成/rea?d/。此时分支和量词产生的回溯的成本是不一样的。但这样优化后,可读性会降低的。

第六章小结

本章涉及的内容并不多。

一般情况下,针对某问题能写出一个满足需求的正则,基本上就可以了。

至于准确性和效率方面的追求,纯属看个人要求了。我觉得够用就行了。

关于准确性,本章关心的是最常用的解决思路:

针对每种情形,分别写出正则,然用分支把他们合并在一起,再提取分支公共部分,就能得到准确的正则。

至于优化,本章没有为了凑数,去写一大堆。了解了匹配原理,常见的优化手法也就这么几种。


第七章 正则表达式编程

什么叫知识,能指导我们实践的东西才叫知识。

学习一样东西,如果不能使用,最多只能算作纸上谈兵。正则表达式的学习,也不例外。

掌握了正则表达式的语法后,下一步,也是关键的一步,就是在真实世界中使用它。

那么如何使用正则表达式呢?有哪些关键的点呢?本章就解决这个问题。

内容包括:

  1. 正则表达式的四种操作
  2. 相关API注意要点
  3. 真实案例

1. 正则表达式的四种操作

正则表达式是匹配模式,不管如何使用正则表达式,万变不离其宗,都需要先“匹配”。

有了匹配这一基本操作后,才有其他的操作:验证、切分、提取、替换。

进行任何相关操作,也需要宿主引擎相关API的配合使用。当然,在JS中,相关API也不多。

1.1 验证

验证是正则表达式最直接的应用,比如表单验证。

在说验证之前,先要说清楚匹配是什么概念。

所谓匹配,就是看目标字符串里是否有满足匹配的子串。因此,“匹配”的本质就是“查找”。

有没有匹配,是不是匹配上,判断是否的操作,即称为“验证”。

这里举一个例子,来看看如何使用相关API进行验证操作的。

比如,判断一个字符串中是否有数字。

  • 使用search
var regex = /\d/;
var string = "abc123";
console.log( !!~string.search(regex) );
// => true
复制代码
  • 使用test
var regex = /\d/;
var string = "abc123";
console.log( regex.test(string) );
// => true
复制代码
  • 使用match
var regex = /\d/;
var string = "abc123";
console.log( !!string.match(regex) );
// => true
复制代码
  • 使用exec
var regex = /\d/;
var string = "abc123";
console.log( !!regex.exec(string) );
// => true
复制代码

其中,最常用的是test

1.2 切分

匹配上了,我们就可以进行一些操作,比如切分。

所谓“切分”,就是把目标字符串,切成一段一段的。在JS中使用的是split

比如,目标字符串是"html,css,javascript",按逗号来切分:

var regex = /,/;
var string = "html,css,javascript";
console.log( string.split(regex) );
// => ["html", "css", "javascript"]
复制代码

又比如,如下的日期格式:

2017/06/26

2017.06.26

2017-06-26

可以使用split“切出”年月日:

var regex = /\D/;
console.log( "2017/06/26".split(regex) );
console.log( "2017.06.26".split(regex) );
console.log( "2017-06-26".split(regex) );
// => ["2017", "06", "26"]
// => ["2017", "06", "26"]
// => ["2017", "06", "26"]
复制代码

1.3 提取

虽然整体匹配上了,但有时需要提取部分匹配的数据。

此时正则通常要使用分组引用(分组捕获)功能,还需要配合使用相关API。

这里,还是以日期为例,提取出年月日。注意下面正则中的括号:

  • match
var regex = /^(\d{4})\D(\d{2})\D(\d{2})$/;
var string = "2017-06-26";
console.log( string.match(regex) );
// =>["2017-06-26", "2017", "06", "26", index: 0, input: "2017-06-26"]
复制代码
  • exec
var regex = /^(\d{4})\D(\d{2})\D(\d{2})$/;
var string = "2017-06-26";
console.log( regex.exec(string) );
// =>["2017-06-26", "2017", "06", "26", index: 0, input: "2017-06-26"]
复制代码
  • test
var regex = /^(\d{4})\D(\d{2})\D(\d{2})$/;
var string = "2017-06-26";
regex.test(string);
console.log( RegExp.$1, RegExp.$2, RegExp.$3 );
// => "2017" "06" "26"
复制代码
  • search
var regex = /^(\d{4})\D(\d{2})\D(\d{2})$/;
var string = "2017-06-26";
string.search(regex);
console.log( RegExp.$1, RegExp.$2, RegExp.$3 );
// => "2017" "06" "26"
复制代码
  • replace
var regex = /^(\d{4})\D(\d{2})\D(\d{2})$/;
var string = "2017-06-26";
var date = [];
string.replace(regex, function(match, year, month, day) {
	date.push(year, month, day);
});
console.log(date);
// => ["2017", "06", "26"]
复制代码

其中,最常用的是match

1.4 替换

找,往往不是目的,通常下一步是为了替换。在JS中,使用replace进行替换。

比如把日期格式,从yyyy-mm-dd替换成yyyy/mm/dd:

var string = "2017-06-26";
var today = new Date( string.replace(/-/g, "/") );
console.log( today );
// => Mon Jun 26 2017 00:00:00 GMT+0800 (中国标准时间)
复制代码

这里只是简单地应用了一下replace。但,replace方法是强大的,是需要重点掌握的。

2. 相关API注意要点

从上面可以看出用于正则操作的方法,共有6个,字符串实例4个,正则实例2个:

String#search

String#split

String#match

String#replace

RegExp#test

RegExp#exec

本文不打算详细地讲解它们的方方面面细节,具体可以参考《JavaScript权威指南》的第三部分。本文重点列出一些容易忽视的地方,以飨读者。

2.1 search和match的参数问题

我们知道字符串实例的那4个方法参数都支持正则和字符串。

searchmatch,会把字符串转换为正则的。

var string = "2017.06.27";

console.log( string.search(".") );
// => 0
//需要修改成下列形式之一
console.log( string.search("\\.") );
console.log( string.search(/\./) );
// => 4
// => 4

console.log( string.match(".") );
// => ["2", index: 0, input: "2017.06.27"]
//需要修改成下列形式之一
console.log( string.match("\\.") );
console.log( string.match(/\./) );
// => [".", index: 4, input: "2017.06.27"]
// => [".", index: 4, input: "2017.06.27"]

console.log( string.split(".") );
// => ["2017", "06", "27"]

console.log( string.replace(".", "/") );
// => "2017/06.27"
复制代码

2.2 match返回结果的格式问题

match返回结果的格式,与正则对象是否有修饰符g有关。

var string = "2017.06.27";
var regex1 = /\b(\d+)\b/;
var regex2 = /\b(\d+)\b/g;
console.log( string.match(regex1) );
console.log( string.match(regex2) );
// => ["2017", "2017", index: 0, input: "2017.06.27"]
// => ["2017", "06", "27"]
复制代码

没有g,返回的是标准匹配格式,即,数组的第一个元素是整体匹配的内容,接下来是分组捕获的内容,然后是整体匹配的第一个下标,最后是输入的目标字符串。

g,返回的是所有匹配的内容。

当没有匹配时,不管有无g,都返回null

2.3 exec比match更强大

当正则没有g时,使用match返回的信息比较多。但是有g后,就没有关键的信息index了。

exec方法就能解决这个问题,它能接着上一次匹配后继续匹配:

var string = "2017.06.27";
var regex2 = /\b(\d+)\b/g;
console.log( regex2.exec(string) );
console.log( regex2.lastIndex);
console.log( regex2.exec(string) );
console.log( regex2.lastIndex);
console.log( regex2.exec(string) );
console.log( regex2.lastIndex);
console.log( regex2.exec(string) );
console.log( regex2.lastIndex);
// => ["2017", "2017", index: 0, input: "2017.06.27"]
// => 4
// => ["06", "06", index: 5, input: "2017.06.27"]
// => 7
// => ["27", "27", index: 8, input: "2017.06.27"]
// => 10
// => null
// => 0
复制代码

其中正则实例lastIndex属性,表示下一次匹配开始的位置。

比如第一次匹配了“2017”,开始下标是0,共4个字符,因此这次匹配结束的位置是3,下一次开始匹配的位置是4。

从上述代码看出,在使用exec时,经常需要配合使用while循环:

var string = "2017.06.27";
var regex2 = /\b(\d+)\b/g;
var result;
while ( result = regex2.exec(string) ) {
	console.log( result, regex2.lastIndex );
}
// => ["2017", "2017", index: 0, input: "2017.06.27"] 4
// => ["06", "06", index: 5, input: "2017.06.27"] 7
// => ["27", "27", index: 8, input: "2017.06.27"] 10
复制代码

2.4 修饰符g,对exex和test的影响

上面提到了正则实例的lastIndex属性,表示尝试匹配时,从字符串的lastIndex位开始去匹配。

字符串的四个方法,每次匹配时,都是从0开始的,即lastIndex属性始终不变。

而正则实例的两个方法exectest,当正则是全局匹配时,每一次匹配完成后,都会修改lastIndex。下面让我们以test为例,看看你是否会迷糊:

var regex = /a/g;
console.log( regex.test("a"), regex.lastIndex );
console.log( regex.test("aba"), regex.lastIndex );
console.log( regex.test("ababc"), regex.lastIndex );
// => true 1
// => true 3
// => false 0
复制代码

注意上面代码中的第三次调用test,因为这一次尝试匹配,开始从下标lastIndex即3位置处开始查找,自然就找不到了。

如果没有g,自然都是从字符串第0个字符处开始尝试匹配:

var regex = /a/;
console.log( regex.test("a"), regex.lastIndex );
console.log( regex.test("aba"), regex.lastIndex );
console.log( regex.test("ababc"), regex.lastIndex );
// => true 0
// => true 0
// => true 0
复制代码

2.5 test整体匹配时需要使用^和$

这个相对容易理解,因为test是看目标字符串中是否有子串匹配正则,即有部分匹配即可。

如果,要整体匹配,正则前后需要添加开头和结尾:

console.log( /123/.test("a123b") );
// => true
console.log( /^123$/.test("a123b") );
// => false
console.log( /^123$/.test("123") );
// => true
复制代码

2.6 split相关注意事项

split方法看起来不起眼,但要注意的地方有两个的。

第一,它可以有第二个参数,表示结果数组的最大长度:

var string = "html,css,javascript";
console.log( string.split(/,/, 2) );
// =>["html", "css"]
复制代码

第二,正则使用分组时,结果数组中是包含分隔符的:

var string = "html,css,javascript";
console.log( string.split(/(,)/) );
// =>["html", ",", "css", ",", "javascript"]
复制代码

2.7 replace是很强大的

《JavaScript权威指南》认为exec是这6个API中最强大的,而我始终认为replace才是最强大的。因为它也能拿到该拿到的信息,然后可以假借替换之名,做些其他事情。

总体来说replace有两种使用形式,这是因为它的第二个参数,可以是字符串,也可以是函数。

当第二个参数是字符串时,如下的字符有特殊的含义:

$1,$2,...,$99 匹配第1~99个分组里捕获的文本
$& 匹配到的子串文本
$` 匹配到的子串的左边文本
$' 匹配到的子串的右边文本
$$ 美元符号

例如,把"2,3,5",变成"5=2+3":

var result = "2,3,5".replace(/(\d+),(\d+),(\d+)/, "$3=$1+$2");
console.log(result);
// => "5=2+3"
复制代码

又例如,把"2,3,5",变成"222,333,555":

var result = "2,3,5".replace(/(\d+)/g, "$&$&$&");
console.log(result);
// => "222,333,555"
复制代码

再例如,把"2+3=5",变成"2+3=2+3=5=5":

var result = "2+3=5".replace(/=/, "$&$`$&$'$&");
console.log(result);
// => "2+3=2+3=5=5"
复制代码

当第二个参数是函数时,我们需要注意该回调函数的参数具体是什么:

"1234 2345 3456".replace(/(\d)\d{2}(\d)/g, function(match, $1, $2, index, input) {
	console.log([match, $1, $2, index, input]);
});
// => ["1234", "1", "4", 0, "1234 2345 3456"]
// => ["2345", "2", "5", 5, "1234 2345 3456"]
// => ["3456", "3", "6", 10, "1234 2345 3456"]
复制代码

此时我们可以看到replace拿到的信息,并不比exec少。

2.8 使用构造函数需要注意的问题

一般不推荐使用构造函数生成正则,而应该优先使用字面量。因为用构造函数会多写很多\

var string = "2017-06-27 2017.06.27 2017/06/27";
var regex = /\d{4}(-|\.|\/)\d{2}\1\d{2}/g;
console.log( string.match(regex) );
// => ["2017-06-27", "2017.06.27", "2017/06/27"]

regex = new RegExp("\\d{4}(-|\\.|\\/)\\d{2}\\1\\d{2}", "g");
console.log( string.match(regex) );
// => ["2017-06-27", "2017.06.27", "2017/06/27"]
复制代码

2.9 修饰符

ES5中修饰符,共3个:

g 全局匹配,即找到所有匹配的,单词是global

i 忽略字母大小写,单词ingoreCase

m 多行匹配,只影响^$,二者变成行的概念,即行开头和行结尾。单词是multiline

当然正则对象也有相应的只读属性:

var regex = /\w/img;
console.log( regex.global );
console.log( regex.ignoreCase );
console.log( regex.multiline );
// => true
// => true
// => true
复制代码

2.10 source属性

正则实例对象属性,除了globalingnoreCasemultilinelastIndex属性之外,还有一个source属性。

它什么时候有用呢?

比如,在构建动态的正则表达式时,可以通过查看该属性,来确认构建出的正则到底是什么:

var className = "high";
var regex = new RegExp("(^|\\s)" + className + "(\\s|$)");
console.log( regex.source )
// => (^|\s)high(\s|$) 即字符串"(^|\\s)high(\\s|$)"
复制代码

2.11 构造函数属性

构造函数的静态属性基于所执行的最近一次正则操作而变化。除了是$1,...,$9之外,还有几个不太常用的属性(有兼容性问题):

RegExp.input 最近一次目标字符串,简写成RegExp["$_"]
RegExp.lastMatch 最近一次匹配的文本,简写成RegExp["$&"]
RegExp.lastParen 最近一次捕获的文本,简写成RegExp["$+"]
RegExp.leftContext 目标字符串中lastMatch之前的文本,简写成RegExp["$`"]
RegExp.rightContext 目标字符串中lastMatch之后的文本,简写成RegExp["$'"]

测试代码如下:

var regex = /([abc])(\d)/g;
var string = "a1b2c3d4e5";
string.match(regex);

console.log( RegExp.input );
console.log( RegExp["$_"]);
// => "a1b2c3d4e5"

console.log( RegExp.lastMatch );
console.log( RegExp["$&"] );
// => "c3"

console.log( RegExp.lastParen );
console.log( RegExp["$+"] );
// => "3"

console.log( RegExp.leftContext );
console.log( RegExp["$`"] );
// => "a1b2"

console.log( RegExp.rightContext );
console.log( RegExp["$'"] );
// => "d4e5"复制代码

3. 真实案例

3.1 使用构造函数生成正则表达式

我们知道要优先使用字面量来创建正则,但有时正则表达式的主体是不确定的,此时可以使用构造函数来创建。模拟getElementsByClassName方法,就是很能说明该问题的一个例子。

这里getElementsByClassName函数的实现思路是:

  • 比如要获取className为"high"的dom元素;
  • 首先生成一个正则:/(^|\s)high(\s|$)/
  • 然后再用其逐一验证页面上的所有dom元素的类名,拿到满足匹配的元素即可。

代码如下(可以直接复制到本地查看运行效果):

<p class="high">1111</p>
<p class="high">2222</p>
<p>3333</p>
<script>
function getElementsByClassName(className) {
	var elements = document.getElementsByTagName("*");
	var regex = new RegExp("(^|\\s)" + className + "(\\s|$)");
	var result = [];
	for (var i = 0; i < elements.length; i++) {
		var element = elements[i];
		if (regex.test(element.className)) {
			result.push(element)
		}
	}
	return result;
}
var highs = getElementsByClassName('high');
highs.forEach(function(item) {
	item.style.color = 'red';
});
</script>
复制代码

3.2 使用字符串保存数据

一般情况下,我们都愿意使用数组来保存数据。但我看到有的框架中,使用的却是字符串。

使用时,仍需要把字符串切分成数组。虽然不一定用到正则,但总感觉酷酷的,这里分享如下:

var utils = {};
"Boolean|Number|String|Function|Array|Date|RegExp|Object|Error".split("|").forEach(function(item) {
	utils["is" + item] = function(obj) {
		return {}.toString.call(obj) == "[object " + item + "]";
	};
});
console.log( utils.isArray([1, 2, 3]) );
// => true
复制代码

3.3 if语句中使用正则替代&&

比如,模拟ready函数,即加载完毕后再执行回调(不兼容ie的):

var readyRE = /complete|loaded|interactive/;

function ready(callback) {
	if (readyRE.test(document.readyState) && document.body) {
		callback()
	} 
	else {
		document.addEventListener(
			'DOMContentLoaded', 
			function () {
				callback()
			},
			false
		);
	}
};
ready(function() {
	alert("加载完毕!")
});
复制代码

3.4 使用强大的replace

因为replace方法比较强大,有时用它根本不是为了替换,只是拿其匹配到的信息来做文章。

这里以查询字符串(querystring)压缩技术为例,注意下面replace方法中,回调函数根本没有返回任何东西。

function compress(source) {
	var keys = {};
	source.replace(/([^=&]+)=([^&]*)/g, function(full, key, value) {
		keys[key] = (keys[key] ? keys[key] + ',' : '') + value;
	});
	var result = [];
	for (var key in keys) {
		result.push(key + '=' + keys[key]);
	}
	return result.join('&');
}

console.log( compress("a=1&b=2&a=3&b=4") );
// => "a=1,3&b=2,4"
复制代码

3.5 综合运用

最后这里再做个简单实用的正则测试器。

具体效果如下:


代码,直接贴了,相信你能看得懂:

<section>
	<div id="err"></div>
	<input id="regex" placeholder="请输入正则表达式">
	<input id="text" placeholder="请输入测试文本">
	<button id="run">测试一下</button>
	<div id="result"></div>
</section>
<style>
section{
	display:flex;
	flex-direction:column;
	justify-content:space-around;
	height:300px;
	padding:0 200px;
}
section *{
	min-height:30px;
}
#err {
	color:red;
}
#result{
	line-height:30px;
}
.info {
	background:#00c5ff;
	padding:2px;
	margin:2px;
	display:inline-block;
}
</style>
<script>
(function() {
	// 获取相应dom元素
	var regexInput = document.getElementById("regex");
	var textInput = document.getElementById("text");
	var runBtn = document.getElementById("run");
	var errBox = document.getElementById("err");
	var resultBox = document.getElementById("result");
	
	// 绑定点击事件
	runBtn.onclick = function() {
		// 清除错误和结果
		errBox.innerHTML = "";
		resultBox.innerHTML = "";
		
		// 获取正则和文本
		var text = textInput.value;
		var regex = regexInput.value;
		
		if (regex == "") {
			errBox.innerHTML = "请输入正则表达式";
		} else if (text == "") {
			errBox.innerHTML = "请输入测试文本";
		} else {
			regex = createRegex(regex);
			if (!regex) return;
			var result, results = [];
			
			// 没有修饰符g的话,会死循环
			if (regex.global) {
				while(result = regex.exec(text)) {
					results.push(result);
				}
			} else {
				results.push(regex.exec(text));
			}
						
			if (results[0] == null) {
				resultBox.innerHTML = "匹配到0个结果";
				return;
			}
			
			// 倒序是有必要的
			for (var i = results.length - 1; i >= 0; i--) {
				var result = results[i];
				var match = result[0];
				var prefix = text.substr(0, result.index);
				var suffix = text.substr(result.index + match.length);
				text = prefix 
					+ '<span class="info">'
					+ match
					+ '</span>'
					+ suffix;
			}
			resultBox.innerHTML = "匹配到" + results.length + "个结果:<br>" + text;
		}
	};
	
	// 生成正则表达式,核心函数
	function createRegex(regex) {
		try {
			if (regex[0] == "/") {
				regex = regex.split("/");
				regex.shift();
				var flags = regex.pop();
				regex = regex.join("/");
				regex = new RegExp(regex, flags);
			} else {
				regex = new RegExp(regex, "g");
			}
			return regex;
		} catch(e) {
			errBox.innerHTML = "无效的正则表达式";
			return false;
		}
	}
})();
</script>复制代码

第七章小结

相关API的注意点,本章基本上算是一网打尽了。

至于文中的例子,都是点睛之笔,没有详细解析。如有理解不透的,建议自己敲一敲。


后记

其实本文首发于:正则表达式系列总结 - 知乎专栏

原文是一个系列。一直等到老姚成为掘金的专栏作者,经过仔细考虑,在掘金平台没有采用系列形式,而是合成为了一篇文章。这样既便于读者阅读,最起码能一气呵成地阅读。同时也便于作者统一回复留言。

文章要结束了,最后还要有几点说明。

1. 需要注意的地方

本文主要讨论的是JavaScript的正则表达式,更精确地说是ES5的正则表达式。

JavaScript的正则表达式引擎是传统型NFA的,因此本系列的讨论是适合任何一门正则引擎是传统型NFA的编程语言。当然,市面上大部分语言的正则引擎都是这种的。而JS里正则涉及到的所有语法要点,是这种引擎支持的核心子集。也就是说,要学正则表达式,不妨以JS正则为出发点。

2. 参考资料

当然本文不是无本之末。主要参考的是几本书籍。

以下书籍中核心章节都认真阅读过,甚至阅读多遍。

《JavaScript权威指南》,看完本系列,再去看书中的第10章,你就知道了什么叫字字珠玑。

《精通正则表达式》,权威且比较杂乱,我阅读的第一本正则表达式书籍。

《正则表达式必知必会》,这是我看的第二本正则,看完后,确定自己算是入门了。

《正则指引》,《精通正则表达式》的译者写的,相对清晰。

《正则表达式入门》,我看的是英文版的,对于已经入门的我,基本没多少收获了。

《正则表达式经典实例》,除了第3章,比较杂外,也有收获,以实例为主导的一本书。

《JavaScript Regular Expressions》,为数不多转讲JS正则的。页数不多,也有收获。

《高性能JavaScript 第5章,我看的是英文版的。第5章,讲了回溯和优化。

《JavaScript忍者秘籍》第7章,大概讲了一下正则的用法,几个例子还不错。

《JavaScript高级程序设计》第5.4节,比较简短的介绍。

使用的工具:

Regulex,一款可视化工具
ProcessOn - 免费在线作图,实时协作
LICEcap – 灵活好用,GIF 屏幕录制工具

3. 个人感悟

要多写文章的

首先,我十分感谢读者。读者能在信息泛滥的网络里,点击我的文章进来瞧两眼,这都是对其注意力的消费。更何况,还有很多童鞋都认真读了,甚至给我挑毛病,这都是对我的帮助。不知有多少童鞋是从头读到这里的,不妨留言打卡,让我知道你是用心的读者,而并非简简单单地收藏一下,然后就再也不曾看过了。

说到要写文章,其目的是以教为学。看似为了教,其实是为了学能教会别人才算自己真正学会了,最起码形成了文字,通过了自己的语言逻辑这一关。如果还能有人指出你的错误认知,那样收获就更大了,何乐而不为呢?

很多书中都提到类似的观点,例如《知道做到》《好好学习》《与时间做朋友》《暗时间》等。

以教为学的其他手段

当然,以教为学的手段还有很多,比如翻译一本书。我私下已经翻译了好几本(窃喜^_^)。

可以从薄点的书籍开始,比如100页左右的。基本上使用有道就可以了,也不用要求自己一词一句的翻译,能用自己的话说明白就行了。说到这里,不得不提起,我们的阮一峰大神,在我看来,他就是成功地应用这种模式的。看完外文的文章,理解明白了,用自己的话说一说,再形成自己的简练风格。

恐怕你可能说自己的英文水平不够,没信心尝试。相信我,熟悉了常用词汇(比如literal翻译成字面量)后,配合有道翻译,薄点的书,一天翻译一章是没问题的。当然前提是你懂相关领域,不然是没办法意译的。

最后一种以教为学的手段是,写一本书。写文章是基础,文章多了,自然而言就可以写成一本书。当然,写书强调的是整体架构,所以文章最好成体系。

你看看那些国内专业书籍的作者,一般都事先翻译过几本书的。最起码在前端领域,我就看到了好几位是这么干的。翻译明白了,学会了,用自己的角度去弄出一本书还是相对很容易的。

虽然,本人并未曾写过书,但上述方法,我始终相信是可行的。

最后,我们该想到,陆游诗人对前端界做出的最大贡献是:

纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。

本文完。


2017/9/30

另外本文有pdf版本!

juejin.im/post/59cc61…






关注下面的标签,发现更多相似文章
评论

查看更多 >