正則表達式字符匹配

本文摘抄自javascript正則表達式迷你書

正則表達式是匹配模式,要么匹配字符,要么匹配位置

本文所用圖示化工具: Regulex

1. 兩種模糊匹配

1.1 橫向模糊匹配

橫向模糊指的是,一個正則可匹配的字符串的長度不是固定的,可以是多種情況的

其實現的方式是使用量詞。譬如 {m,n},表示連續出現最少 m次,最多 n

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

案例中用的正則是 /ab{2,5}c/g,其中 g 是正則的一個修飾符。表示全局匹配,即在目
標字符串中按順序找到滿足匹配模式的所有子串,強調的是“所有”,而不只是“第一個”
g 是單詞 global的首字母

1.2 縱向模糊匹配

縱向模糊指的是,一個正則匹配的字符串,具體到某一位字符時,它可以不是某個確定的字符,可以有多種
可能

其實現的方式是使用字符組。譬如 [abc],表示該字符是可以字符 abc 中的任何一個

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

2. 字符組

需要強調的是,雖叫字符組(字符類),但只是其中一個字符

例如 [abc],表示匹配一個字符,它可以是 abc 之一

2.1 范圍表示法

如果字符組里的字符特別多的話,怎么辦?可以使用范圍表示法。

比如 [123456abcdefGHIJKLM],可以寫成 [1-6a-fG-M]。用連字符 - 來省略和簡寫

因為連字符有特殊用途,那么要匹配 a-z 這三者中任意一個字符,該怎么做呢?

不能寫成 [a-z],因為其表示小寫字符中的任何一個字符

可以寫成如下的方式:[-az][az-][a\-z]

即要么放在開頭,要么放在結尾,要么轉義。總之不會讓引擎認為是范圍表示法就行了

2.2 排除字符組

縱向模糊匹配,還有一種情形就是,某位字符可以是任何東西,但就不能是 abc

此時就是排除字符組(反義字符組)的概念。例如 [^abc],表示是一個除 abc之外的任意一個字符。字符組的第一位放 ^(脫字符),表示求反的概念。

當然,也有相應的范圍表示法

2.3 常見的簡寫形式

字符組 具體含義
\d 表示 [0-9]。表示是一位數字
記憶方式:其英文是 digit(數字)
\D 表示 [^0-9]。表示除數字外的任意字符
\w 表示 [0-9a-zA-Z_]。表示數字、大小寫字母和下劃線
記憶方式:wword 的簡寫,也稱單詞字符
\W 表示 [^0-9a-zA-Z_]。非單詞字符
\s 表示 [ \t\v\n\r\f]。表示空白符,包括空格、水平制表符、垂直制表符、換行符、回車符、換頁
符。
記憶方式:sspace的首字母,空白符的單詞是 white space
\S 表示 [^ \t\v\n\r\f]。 非空白符
. 表示 [^\n\r\u2028\u2029]。通配符,表示幾乎任意字符。換行符、回車符、行分隔符和段分隔符除外
記憶方式:想想省略號 中的每個點,都可以理解成占位符,表示任何類似的東西

如果要匹配任意字符怎么辦?可以使用 [\d\D][\w\W][\s\S][^] 中任何的一個


3. 量詞

量詞也稱重復。掌握 {m,n} 的準確含義后,只需要記住一些簡寫形式

3.1 簡寫形式

量詞 具體含義
{m,} 表示至少出現 m
{m} 等價于 {m,m},表示出現 m
? 等價于 {0,1},表示出現或者不出現
記憶方式:問號的意思表示,有嗎
+ 等價于 {1,},表示出現至少一次
記憶方式:加號是追加的意思,得先有一個,然后才考慮追加
* 等價于 {0,},表示出現任意次,有可能不出現
記憶方式:看看天上的星星,可能一顆沒有,可能零散有幾顆,可能數也數不過來

3.2 貪婪匹配與惰性匹配

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

其中正則/\d{2,5}/,表示數字連續出現 25 次。會匹配 2 位、3 位、4 位、5 位連續數字。

但是其是貪婪的,它會盡可能多的匹配。你能給我 6 個,我就要 5 個。你能給我 3 個,我就要 3

反正只要在能力范圍內,越多越好

我們知道有時貪婪不是一件好事(請看文章最后一個例子)。而惰性匹配,就是盡可能少的匹配:

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"]

其中/\d{2,5}?/ 表示,雖然 25 次都行,當 2 個就夠的時候,就不再往下嘗試了

通過在量詞后面加個問號就能實現惰性匹配,因此所有惰性匹配情形如下:

惰性量詞 貪婪量詞
{m,n}? {m,n}
{m,}? {m,}
?? ?
+? +
*? *

對惰性匹配的記憶方式是:量詞后面加個問號,問一問你知足了嗎,你很貪婪嗎?


4. 多選分支

一個模式可以實現橫向和縱向模糊匹配。而多選分支可以支持多個子模式任選其一

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

例如要匹配字符串 goodnice 可以使用 /good|nice/

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

但有個事實我們應該注意,比如我用 /good|goodbye/,去匹配 goodbye 字符串時,結果是 good

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

而把正則改成 /goodbye|good/,結果是:

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

也就是說,分支結構也是惰性的,即當前面的匹配上了,后面的就不再嘗試了


5. 案例分析

匹配字符,無非就是字符組、量詞和分支結構的組合使用罷了。

下面找幾個例子演練一下(其中,每個正則并不是只有唯一寫法):

5.1 匹配 16 進制顏色值

要求匹配:

#ffbbad
#Fc01DF
#FFF
#ffE

分析:
表示一個 16 進制字符,可以用字符組 [0-9a-fA-F]

其中字符可以出現 36 次,需要是用量詞和分支結構

使用分支結構時,需要注意順序

正則如下:

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"]

5.2 匹配時間

24小時制為例

要求匹配:

23:59
02:07

分析:

4 位數字,第一位數字可以為 [0-2]

當第 1 位為 2 時,第 2 位可以為 [0-3],其他情況時,第 2 位為 [0-9]

3 位數字為 [0-5],第4位為 [0-9]

正則如下:

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

正則中使用了 ^$,分別表示字符串開頭和結尾。

如果也要求匹配 7:9,也就是說時分前面的 0 可以省略

此時正則變成:

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

5.3 匹配日期

比如 yyyy-mm-dd 格式為例

要求匹配:

2017-06-10

分析:

年,四位數字即可,可用 [0-9]{4}

月,共 12個月,分兩種情況 0102、…、09101112,可用 (0[1-9]|1[0-2])

日,最大 31 天,可用 (0[1-9]|[12][0-9]|3[01])

正則如下:

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

5.4 window 操作系統文件路徑

要求匹配:

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

分析:

整體模式是:

盤符:\文件夾\文件夾\文件夾\

其中匹配 F:\,需要使用 [a-zA-Z]:\\,其中盤符不區分大小寫,注意 \ 字符需要轉義

文件名或者文件夾名,不能包含一些特殊字符,此時我們需要排除字符組 [^\\:*<>|"?\r\n/] 來表示合法
字符

另外它們的名字不能為空名,至少有一個字符,也就是要使用量詞 +。因此匹配 文件夾\,可用
[^\\:*<>|"?\r\n/]+\\

另外 文件夾```,可以出現任意次。也就是 ([^\\:*<>|"?\r\n/]+\\)*。其中括號表示其內部正則是一個整體。具體詳細請參考第三章

路徑的最后一部分可以是 文件夾,沒有 \,因此需要添加 ([^\\:*<>|"?\r\n/]+)?

最后拼接成了一個看起來比較復雜的正則:

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

其中,在JavaScript中字符串要表示字符\ 時,也需要轉義

5.5 匹配 id

要求從

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

提取出 id="container"

可能最開始想到的正則是:

var regex = /id=".*"/
var string = '<div id="container" class="main"></div>';
console.log(string.match(regex));
// => id="container" class="main"

因為 . 是通配符,本身就匹配雙引號的,而量詞 * 又是貪婪的,當遇到 container后面雙引號時,是不會停下來,會繼續匹配,直到遇到最后一個雙引號為止

解決之道,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"

當然,這樣也會有個問題。效率比較低,因為其匹配原理會涉及到“回溯”這個概念(這里也只是順便提一
下,后面會詳細說明)。可以優化如下:

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