第五章 正则表达式的拆分

第五章 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

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. 在(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 a、b?、(...)+、f、g。而由于分支的原因，又可以分成ab?(c|de*)+和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^和$。

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

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

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

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]"

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}"

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}和\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：

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。