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正则表达式(Regular Expressions)

正则表达式(Regular Expressions, 简称 Regex)是一种用于字符串匹配和处理的强大工具,通过特定的模式(Pattern)描述字符串。它在验证、替换、分割、提取等操作中非常有效。以下是一些基本概念和常见使用场景:

  • 由于正则表达式的语法复杂,容易出现错误匹配,因此在实际使用前最好先测试验证。
  • 解决方法:利用正则调试工具(如 regex101 或 RegExr)在构建和测试正则表达式。

基本概念

  • 字符类:使用方括号 [] 定义匹配的字符范围,例如 [0-9] 匹配任意数字。
  • 预定义字符
    • \d:匹配数字 [0-9]
    • \w:匹配字母、数字或下划线 [A-Za-z0-9_]
    • \s:匹配空白字符(空格、制表符等)
  • 量词:指定匹配次数。
    • *:匹配前一个字符 0 次或多次
    • +:匹配前一个字符 1 次或多次
    • ?:匹配前一个字符 0 次或 1 次
    • {n}:匹配前一个字符恰好 n 次
    • {n, m}:匹配前一个字符 n 至 m 次
  • 定位符:用于指定匹配位置。
    • ^:匹配字符串的开头
    • $:匹配字符串的结尾
  • 分组与引用
    • ():用于分组
    • |:表示“或”操作
    • \1\2等:用于引用之前的分组

常见应用场景

  • 验证输入格式:正则可用于校验字符串的格式,如验证电子邮件、手机号、邮政编码等。例如,^\w+@[a-zA-Z_]+?\.[a-zA-Z]{2,3}$ 可用来验证邮箱格式。
  • 搜索和替换:可根据正则模式查找匹配内容并替换。例如,在字符串中替换所有空格可以使用 \s+
  • 提取信息:常用于从文本中提取特定数据(如 URL、日期、时间等)。例如,匹配日期 \d{4}-\d{2}-\d{2} 可以用来提取格式为 yyyy-mm-dd 的日期。

以下是常用正则表达式符号和校验规则的表格介绍,方便查阅和快速了解正则表达式的作用及其常见用途:

正则符号作用示例解释
.匹配任意单个字符a.c匹配 “abc”、“adc” 等
^匹配字符串的开头^Hello匹配以 “Hello” 开头的字符串
$匹配字符串的结尾world$匹配以 “world” 结尾的字符串
*匹配前一个字符 0 次或多次a*匹配 0 个或多个 “a”
+匹配前一个字符 1 次或多次a+匹配 1 个或多个 “a”
?匹配前一个字符 0 次或 1 次a?匹配 0 个或 1 个 “a”
{n}匹配前一个字符恰好 n 次a{3}匹配 3 个连续的 “a”
{n, m}匹配前一个字符 n 到 m 次a{1,3}匹配 1 到 3 个 “a”
[]匹配字符集中的任意一个字符[abc]匹配 “a”、“b” 或 “c”
[^]匹配不在字符集中的字符[^abc]匹配除 “a”、“b”、“c” 外的字符
\d匹配数字 [0-9]\d{3}匹配任意 3 位数字
\w匹配字母、数字或下划线\w+匹配任意长度的单词
\s匹配空白字符\s+匹配 1 个或多个空白字符
``或运算符`a
()分组(ab)+匹配 “ab” 一次或多次
\b单词边界\bword\b匹配整个单词 “word”

常用校验规则

校验项正则表达式解释
手机号(大陆)^1[3-9]\d{9}$匹配以 “1” 开头的 11 位大陆手机号
邮箱地址^\w+@[a-zA-Z_]+?\.[a-zA-Z]{2,3}$匹配邮箱格式(如 example@domain.com
身份证号(中国)`^\d{15}\d{18}$`
邮政编码(中国)^[1-9]\d{5}$匹配 6 位的中国邮政编码
URL^https?://[^\s/$.?#].[^\s]*$匹配 URL,支持 http 和 https
IPv4 地址`^(25[0-5]2[0-4]\d
日期(yyyy-mm-dd)^\d{4}-\d{2}-\d{2}$匹配 “2024-10-31” 格式的日期
车牌号(中国)^[京津沪渝辽川鄂…]\w{5}$匹配中国车牌号
简单密码(6-12 位)^[\w!@#$%^&*]{6,12}$匹配 6 到 12 位的简单密码

1. 避免贪婪匹配

  • 默认情况下,*+? 等量词是贪婪的,会匹配尽可能多的字符。例如,<.*> 会匹配字符串中的第一个 < 到最后一个 >
  • 解决方法:可以在量词后加 ?,如 <.*?>,表示非贪婪模式,匹配最少的字符。

2. 正则表达式的性能

  • 复杂的正则表达式在长字符串上可能会降低性能,甚至引发回溯导致的性能瓶颈。例如大量分组、重复匹配等会造成正则的效率下降。
  • 解决方法:尽量优化正则结构,避免使用过多的嵌套和不必要的分组。若可能,考虑其他方案处理。

3. 字符转义

  • 正则中很多符号有特殊含义(如 .*?+[] 等),直接使用这些符号可能导致错误匹配。
  • 解决方法:如需匹配这些特殊字符,前面加上 \ 转义,例如 \. 可以匹配一个句点字符。

4. 正确处理 Unicode 和多字节字符

  • 在处理中文、日文、韩文(CJK 字符)和 emoji 等 Unicode 字符时,普通的 \w\d 等可能无法正常匹配。
  • 解决方法:使用 Unicode 支持的正则语法(如 JavaScript 中的 \p{}u 标志)。例如 /\p{Script=Han}/u 用于匹配中文字符。

5. 验证输入格式和正则安全

  • 用户输入的正则表达式可能会导致安全问题,尤其在允许用户自定义输入时,可能会形成“正则注入”。
  • 解决方法:严格限制正则表达式的输入,或考虑其他方法避免将用户输入直接用于正则匹配。

6. 使用锚点避免全局匹配错误

  • ^$ 用于匹配字符串的开头和结尾,适当使用这些锚点可以提高匹配精度。例如,匹配整串手机号应使用 ^1[3-9]\d{9}$,而不是仅使用 1[3-9]\d{9}
  • 解决方法:根据需求选择合适的锚点,避免意外的部分匹配。

7. 正则表达式的可读性

  • 复杂的正则表达式可读性差,维护困难,尤其是多行嵌套的正则表达式,容易产生错误。
  • 解决方法:将正则拆分为多个部分,并适当添加注释。可以在编程语言中使用“正则构建器”工具或将复杂正则拆分成多个简单表达式。

8. 避免不必要的分组

  • () 会产生分组,便于捕获匹配的内容;但过多分组会影响效率,也可能导致意外的捕获。
  • 解决方法:若不需要捕获内容,可使用非捕获分组 (?:...),它不会影响捕获组的顺序。

9. 使用合适的标志

  • 标志(flags)如 gim 在不同环境中会影响匹配行为。
    • g:全局匹配
    • i:忽略大小写
    • m:多行匹配
  • 解决方法:根据需求添加合适的标志,不使用时最好省略,以免引入不必要的复杂性。

http://www.mrgr.cn/news/62672.html

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