正则表达式深入学习

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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

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。

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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。

内容：

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

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"]

去掉g的情况（只匹配一次）

var regex = /ab{2,5}c/;
var string = "abc abbc abbbc abbbbc abbbbbc abbbbbbc";
console.log(string.match(regex));
//["abbc", index: 4, input: "abc abbc abbbc abbbbc abbbbbc abbbbbbc", groups: undefined]

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"]

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]或[az-]或[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是[^0-9a-zA-Z_]。非单词字符。

s是[ 	v

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是[^ 	v

f]。 非空白符。

.就是[^

u2028u2029]。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[dD]、[wW]、[sS]和[^]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"]

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"]

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p1、p2和p3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"]

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"]

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"]

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。

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。

2. 如何匹配位置呢？

在ES5中，共有6个锚字符：

^ $  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#

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
love
javascript".replace(/^|$/gm, '#');
console.log(result);
/**
*#I#
*#love#
*#javascript#
*/

2.2 和B

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

比如一个文件名是"[JS] Lesson_01.mp4"中的，如下：

var result = "[JS] Lesson_01.mp4".replace(//g, '#');
console.log(result);
//[#JS#] #Lesson_01#.#mp4#

知道了的概念后，那么B也就相对好理解了。

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

具体说来就是w与w、W与W、^与W，W与$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

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

而(?!p)就是(?=p)的反面意思，比如：

var result = "hello".replace(/(?!l)/g, '#');
 
console.log(result);
//  #h#ell#o#

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" + "";

也等价于：

"hello" == "" + "" + "hello"

因此，把/^hello$/写成/^^hello$$$/，是没有任何问题的：

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

4. 相关案例

4.1 不匹配任何东西的正则

/.^/

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

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

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

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, ',')
var result2 = string2.replace(reg,",")
console.log(result); // 12,345,678
console.log(result2); // 123,456,789

第三章 正则表达式括号的作用

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"]

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

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

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}/;

然后再修改成括号版的：

var regex = /(d{4})-(d{2})-(d{2})/;

为什么要使用这个正则呢？

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", groups: undefined]

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g，match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", groups: undefined]

同时，也可以使用构造函数的全局属性$1至$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"

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

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

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

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

其中/和.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}1d{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

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和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)))1234$/;
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

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1和0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

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 = /123456789/;
console.log( regex.test("123456789") ); //true
console.log( "123456789".split("") );//["
", "", "", "", "", "", "", "8", "9"]

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"]

。