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【转】深入浅出之正则表达式(二)

前言:
       本文是前一片文章《深入浅出之正则表达式(一)》的续篇,在本文中讲述了正则表达式中的组与向后引用,先前向后查看,条件测试,单词边界,选择符等表达式及例子,并分析了正则引擎在执行匹配时的内部机理。
       本文是Jan Goyvaerts为RegexBuddy写的教程的译文,版权归原作者所有,欢迎转载。但是为了尊重原作者和译者的劳动,请注明出处!谢谢!


9.      单词边界

元字符<<\b>>也是一种对位置进行匹配的“锚”。这种匹配是0长度匹配。

有4种位置被认为是“单词边界”:

1)        在字符串的第一个字符前的位置(如果字符串的第一个字符是一个“单词字符”)

2)        在字符串的最后一个字符后的位置(如果字符串的最后一个字符是一个“单词字符”)

3)        在一个“单词字符”和“非单词字符”之间,其中“非单词字符”紧跟在“单词字符”之后

4)        在一个“非单词字符”和“单词字符”之间,其中“单词字符”紧跟在“非单词字符”后面

“单词字符”是可以用“\w”匹配的字符,“非单词字符”是可以用“\W”匹配的字符。在大多数的正则表达式实现中,“单词字符”通常包括<<[a-zA-Z0-9_]>>。

例如:<<\b4\b>>能够匹配单个的4而不是一个更大数的一部分。这个正则表达式不会匹配“44”中的4。

换种说法,几乎可以说<<\b>>匹配一个“字母数字序列”的开始和结束的位置。

“单词边界”的取反集为<<\B>>,他要匹配的位置是两个“单词字符”之间或者两个“非单词字符”之间的位置。

·        深入正则表达式引擎内部

让我们看看把正则表达式<<\bis\b>>应用到字符串“This island is beautiful”。引擎先处理符号<<\b>>。因为\b是0长度 ,所以第一个字符T前面的位置会被考察。因为T是一个“单词字符”,而它前面的字符是一个空字符(void),所以\b匹配了单词边界。接着<<i>>和第一个字符“T”匹配失败。匹配过程继续进行,直到第五个空格符,和第四个字符“s”之间又匹配了<<\b>>。然而空格符和<<i>>不匹配。继续向后,到了第六个字符“i”,和第五个空格字符之间匹配了<<\b>>,然后<<is>>和第六、第七个字符都匹配了。然而第八个字符和第二个“单词边界”不匹配,所以匹配又失败了。到了第13个字符i,因为和前面一个空格符形成“单词边界”,同时<<is>>和“is”匹配。引擎接着尝试匹配第二个<<\b>>。因为第15个空格符和“s”形成单词边界,所以匹配成功。引擎“急着”返回成功匹配的结果。

10.  选择符

正则表达式中“|”表示选择。你可以用选择符匹配多个可能的正则表达式中的一个。

如果你想搜索文字“cat”或“dog”,你可以用<<cat|dog>>。如果你想有更多的选择,你只要扩展列表<<cat|dog|mouse|fish>>。

选择符在正则表达式中具有最低的优先级,也就是说,它告诉引擎要么匹配选择符左边的所有表达式,要么匹配右边的所有表达式。你也可以用圆括号来限制选择符的作用范围。如<<\b(cat|dog)\b>>,这样告诉正则引擎把(cat|dog)当成一个正则表达式单位来处理。

·        注意正则引擎的“急于表功”性

正则引擎是急切的,当它找到一个有效的匹配时,它会停止搜索。因此在一定条件下,选择符两边的表达式的顺序对结果会有影响。假设你想用正则表达式搜索一个编程语言的函数列表:Get,GetValue,Set或SetValue。一个明显的解决方案是<<Get|GetValue|Set|SetValue>>。让我们看看当搜索SetValue时的结果。

因为<<Get>>和<<GetValue>>都失败了,而<<Set>>匹配成功。因为正则导向的引擎都是“急切”的,所以它会返回第一个成功的匹配,就是“Set”,而不去继续搜索是否有其他更好的匹配。

和我们期望的相反,正则表达式并没有匹配整个字符串。有几种可能的解决办法。一是考虑到正则引擎的“急切”性,改变选项的顺序,例如我们使用<<GetValue|Get|SetValue|Set>>,这样我们就可以优先搜索最长的匹配。我们也可以把四个选项结合起来成两个选项:<<Get(Value)?|Set(Value)?>>。因为问号重复符是贪婪的,所以SetValue总会在Set之前被匹配。

一个更好的方案是使用单词边界:<<\b(Get|GetValue|Set|SetValue)\b>>或<<\b(Get(Value)?|Set(Value)?\b>>。更进一步,既然所有的选择都有相同的结尾,我们可以把正则表达式优化为<<\b(Get|Set)(Value)?\b>>。

11.  组与向后引用

把正则表达式的一部分放在圆括号内,你可以将它们形成组。然后你可以对整个组使用一些正则操作,例如重复操作符。

要注意的是,只有圆括号“()”才能用于形成组。“[]”用于定义字符集。“{}”用于定义重复操作。

当用“()”定义了一个正则表达式组后,正则引擎则会把被匹配的组按照顺序编号,存入缓存。当对被匹配的组进行向后引用的时候,可以用“\数字”的方式进行引用。<<\1>>引用第一个匹配的后向引用组,<<\2>>引用第二个组,以此类推,<<\n>>引用第n个组。而<<\0>>则引用整个被匹配的正则表达式本身。我们看一个例子。

假设你想匹配一个HTML标签的开始标签和结束标签,以及标签中间的文本。比如<B>This is a test</B>,我们要匹配<B>和</B>以及中间的文字。我们可以用如下正则表达式:“<([A-Z][A-Z0-9]*)[^>]*>.*?</\1>”

首先,“<”将会匹配“<B>”的第一个字符“<”。然后[A-Z]匹配B,[A-Z0-9]*将会匹配0到多次字母数字,后面紧接着0到多个非“>”的字符。最后正则表达式的“>”将会匹配“<B>”的“>”。接下来正则引擎将对结束标签之前的字符进行惰性匹配,直到遇到一个“</”符号。然后正则表达式中的“\1”表示对前面匹配的组“([A-Z][A-Z0-9]*)”进行引用,在本例中,被引用的是标签名“B”。所以需要被匹配的结尾标签为“</B>”

你可以对相同的后向引用组进行多次引用,<<([a-c])x\1x\1>>将匹配“axaxa”、“bxbxb”以及“cxcxc”。如果用数字形式引用的组没有有效的匹配,则引用到的内容简单的为空。

一个后向引用不能用于它自身。<<([abc]\1)>>是错误的。因此你不能将<<\0>>用于一个正则表达式匹配本身,它只能用于替换操作中。

后向引用不能用于字符集内部。<<(a)[\1b]>>中的<<\1>>并不表示后向引用。在字符集内部,<<\1>>可以被解释为八进制形式的转码。

向后引用会降低引擎的速度,因为它需要存储匹配的组。如果你不需要向后引用,你可以告诉引擎对某个组不存储。例如:<<Get(?:Value)>>。其中“(”后面紧跟的“?:”会告诉引擎对于组(Value),不存储匹配的值以供后向引用。

·        重复操作与后向引用

当对组使用重复操作符时,缓存里后向引用内容会被不断刷新,只保留最后匹配的内容。例如:<<([abc]+)=\1>>将匹配“cab=cab”,但是<<([abc])+=\1>>却不会。因为([abc])第一次匹配“c”时,“\1”代表“c”;然后([abc])会继续匹配“a”和“b”。最后“\1”代表“b”,所以它会匹配“cab=b”。

应用:检查重复单词–当编辑文字时,很容易就会输入重复单词,例如“the the”。使用<<\b(\w+)\s+\1\b>>可以检测到这些重复单词。要删除第二个单词,只要简单的利用替换功能替换掉“\1”就可以了。

·        组的命名和引用

在PHP,Python中,可以用<<(?P<name>group)>>来对组进行命名。在本例中,词法?P<name>就是对组(group)进行了命名。其中name是你对组的起的名字。你可以用(?P=name)进行引用。

.NET的命名组

.NET framework也支持命名组。不幸的是,微软的程序员们决定发明他们自己的语法,而不是沿用Perl、Python的规则。目前为止,还没有任何其他的正则表达式实现支持微软发明的语法。

下面是.NET中的例子:

(?<first>group)(?’second’group)

正如你所看到的,.NET提供两种词法来创建命名组:一是用尖括号“<>”,或者用单引号“’’”。尖括号在字符串中使用更方便,单引号在ASP代码中更有用,因为ASP代码中“<>”被用作HTML标签。

要引用一个命名组,使用\k<name>或\k’name’.

当进行搜索替换时,你可以用“${name}”来引用一个命名组。

(后续)

作者:夜阑小雨
原文链接:【转】深入浅出之正则表达式(二)
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