玩转JavaScript正则表达式

Why Regular Expression

我们先来看看，我们干哈要学正则表达式这玩意儿：

• 复杂的字符串搜寻、替换工作，无法用简单的方式(类似借助标准库函数)达成。
• 能够帮助你进行各种字符串验证。
• 不止应用于编程语言中：JavaScript、JAVA、Perl、PHP、C#...
• 也应用于许多操作系统的主流指令中：Linux/Unix、Mac、Windows PowerScript

在我们常用的开发工具中，如Fiddler Willow、WebStorm、Vim，正则表达式也能帮助我们方便的进行Find&Replace的工作。由于正则表达式的流派很多，这篇文章主要是描述JavaScript中的正则表达式。

介绍点语法

定义

所谓正则表达式，就是一种描述字符串结构模式的形式化表达方法。

这是《精通正则表达式》对于它的定义，反正我看了这句话还是不知道正则表达式是干嘛用的，不过没关系，下面我们先来看一下JavaScript的正则表达式中一些常用的语法。

创建方式

在JavaScript中，我们可以通过RegExp()构造函数或者RegExp直接量两种方式去创建正则表达式。

var pattern1 = /s$/;
var pattern2 = new RegExp('s$');

上面代码中的pattern1和pattern2是等价的，都是用来匹配所有以字母s结尾的字符串。

多说两句：

在创建变量时，对于布尔、数值、字符串、null和undefined这个五个原始值类型来说，原始类型优于封装对象，原因如下。

1、不同于字符串直接量，new出来的String是一个真正的对象，这意味着你不能使用内置操作符来比较两个截然不同的String对象的内容。

var s = new String('hello');
typeof 'hello'; // string
typeof s; // object

var s1 = new String('hello');
var s2 = new String('hello');
s1 === s2; // false

这是因为每个String对象对是一个单独的对象，其总是只等于其自身。使用不严格相等运算符也是一样。

s1 == s2; // false

2、在ES5规范中，就像[],{}这样的对象直接量一样，程序运行时每次碰到RegExp直接量都会创建新对象。比如，如果在循环体中写var pattern = /s$/，则每次遍历都会创建一个新的正则表达式对象。然而在ES3规范中一个正则表达式直接量会在执行到它时转换为一个RegExp对象，同一段代码的正则表达式直接量的每次运算都返回同一个对象。而ES5做了相反的规定。用下面这段代码做比较。

function getRE() {
    var re = /[a-z]/;
    re.foo = 'bar';
    return re;
}

var reg = getRE();
re2 = getRE();
console.log(reg === re2); // 在ES3中返回true，在ES5中返回false
reg.foo = 'baz';
console.log(re2.foo); // 在ES3中返回'baz'，在ES5中返回'bar'

显然ES5的规范更符合开发者的期望。

各种表格

直接量字符

字符	匹配
字母和数字字符	自身
\o	NUL字符
\t	制表符(\u0009)
\n	换行符(\u000A)
\v	垂直制表符(\u000B)
\f	换页符(\u000C)
\r	回车符(\u000D)
\xnn	由十六进制数nn指定的拉丁字符
\uxxx	由十六进制数xxxx指定的Unicode字符
\cX	控制字符^X

注：

由十六进制数nn指定的拉丁字符，例如：\x0A等价于\n
由十六进制数xxxx指定的Unicode字符：\u0009等价于\t
控制字符^X：\cJ等价于换行符\n
如果不记得哪些标点符号需要反斜杆转义，可以在每个标点符号前都加上反斜杆。

字符类

字符	匹配
[...]	方括号内任意字符
[^...]	不在方括号内的任意字符
.	除换行符和Unicode行终止符外的任意字符
\w	任何ASCⅡ字符组成的单词，等价于[a-zA-Z0-9_]
\W	任何不是ASCⅡ字符组成的单词，等价于[^a-zA-Z0-9_]
\s	任何Unicode空白符
\S	任何非Unicode空白符，注意\w和\S的不同
\d	任何ASCⅡ数字，等价于[0-9]
\D	除了ASCⅡ数字之外的任何字符，等价于[^0-9]
[\b]	退格直接量

注：

方括号又叫字符组，注意某些元字符在字符组外和字符组内的意义不同。例如：^在字符组外匹配行的开头，在字符组内表示排除型字符；-在字符组外匹配普通连字符号，在字符组内（不在开头）表示一个范围；问号和点号在字符组外通常是元字符，但在字符组内只是匹配普通字符而已。

重复字符类

字符	匹配
{n,m}	匹配前一项至少n次，但不能超过m次
{n,}	匹配前一项n次或多次
{n}	匹配前一项n次
?	匹配前一项0次或1次，也就是说前一项是可选的，等价于{0,1}
+	匹配前一项1次或多次，等价于{1,}
*	匹配前一项0次或多次，等价于{0,}

注：

javascript默认是贪婪匹配，也就是说匹配重复字符是尽可能多地匹配，而且允许后续的正则表达式继续匹配。而进行非贪婪匹配，只需要在待匹配的字符后面跟随一个问号即可：“??”、“+?”、“*?”、“{1,5}?”。比如：/a+/可以匹配一个或多个连续的字母a。当使用“aaa”作为匹配字符串时，/a+/会匹配它的三个字母。但是/a+?/会尽可能少的匹配，只能匹配第一个哦~

选择、分组和引用字符

字符	匹配
"竖线"	选择，匹配的是该符号左边的子表达式或右边的子表达式
(...)	组合，将几个项组合为一个单元，这个单元可通过“*”、“+”、“?”和"竖线"等符号修饰，而且可以记住和这个相匹配的字符串以供伺候的引用使用
(?:...)	只组合，把项组合到一个单元，但不记忆与该组相匹配的字符
\n	和第n个分组第一次匹配的字符相匹配，组是圆括号中的子表达式（也有可能是嵌套），组索引是从左到右的左括号数，“(?:”形式的分组不编码

锚字符

字符	匹配
^	匹配字符串的开头，在多行检索中，匹配一行的开头
$	匹配字符串的结尾，在多行检索中，匹配一行的结尾
\b	匹配一个单词的边界，简而言之，就是位于字符\w和字符\W之间的位置，或位于字符\w和字符串的开头或结尾之间的位置（但需要注意的是在字符组内[\b]匹配的是退格符）
\B	匹配非单词边界的位置
(?=p)	零宽正向先行断言，要求接下来的字符都与p匹配，但不能包括匹配p的那些字符
(?!p)	零宽负向先行断言，要求接下来的字符不与p匹配

修饰符

字符	匹配
i	执行不区分大小写的匹配
g	执行一个全局匹配，简而言之，即找到所有的匹配，而不是在找到第一个之后就停止
m	多行匹配模式，^匹配一行的开头和字符串的开头，$匹配行的结束和字符串的结束

用于模式匹配的String方法

方法	意义
String.search()	参数：一个正则表达式。返回：第一个与参数匹配的子串的起始位置，如果找不到，返回-1。不支持全局搜索，如果参数是字符串，会先通过RegExp构造函数转换成正则表达式。
String.replace()	检索和替换。第一个参数：正则表达式，第二个参数：要进行替换的字符串，也可以是函数。设置了g修饰符，则替换所有匹配的子串，否则只替换第一个子串。通过在替换字符串中使用“$n”，可以使用子表达式相匹配的文本来替换字符。
String.match()	参数：一个正则表达式。返回：一个由匹配结果组成的数组。设置g则返回所有匹配结果，否则数组的第一个元素是匹配的字符串，剩下的是圆括号中的子表达式，即a[n]中存放的是$n的内容。
String.split()	参数：正则表达式或字符串。返回：子串组成的数组。

RegExp对象

RegExp构造函数

var pattern = new RegExp(arg1, arg2);

arg1: 正则表达式中两条斜杆之间的文本

arg2: 可选，指定修饰符：g,m,i

作用：动态创建正则表达式，例如待检索的字符串是由用户输入的。

RegExp的属性

属性	意义
source	只读字符串，包含正则表达式的文本。
global	只读布尔值，是否带修饰符g
ignoreCase	只读布尔值，是否带修饰符i
multiline	只读布尔值，是否带修饰符m
lastIndex	可读写整数，如果带g修饰符，这个属性储存在整个字符串中下一次检索开始的位置，这个属性会被exec()和test()方法用到。

RegExp的方法

方法	意义
exec()	参数：字符串。在一个字符串中执行匹配检索，与String.macth()非全局检索类似，返回一个数组或null。
test()	参数：字符串。返回true or false
toString()	转换成字符串形式

关于RegExp对象的属性和方法多说两句：

RegExp对象的属性index包含了发生匹配的字符位置，属性input引用的是正在检索的字符串。
当调用exec()或test()的正则表达式具有修饰符g时，它将把当前正则表达式对象的lastIndex属性设置为紧挨着匹配子串的字符位置。如果没发现任何匹配结果，lastIndex将重置为0。可以通过此特性反复调用exec()或test()来遍历字符串。

ES5中，正则表达式直接量的每次计算都会创建一个新的RegExp对象，每个新的RegExp对象具有各自的lastIndex属性，这势必会大大减少“残留”lastIndex属性对程序造成的意外影响。

一些栗子

匹配URL

常见的URL：http://hostname/path.html当然，.htm或.shtml的结尾也很常见，或者干脆没有path部分，还包括http或https的协议头。

1. 其实hostname的规则比较复杂，但是跟在http(s)://之后的就有可能是主机名，所以这个部分先简单的用[-a-z0-9_.]来匹配，再加上可能存在的端口号，所以再加上:， 就成了[-a-z0-9_.:]。

2. path部分变化更多，所以需要使用[-a-z0-9_:@&?=+,.!/~*%$]来匹配。注意，连字符必须放在字符组的开头，保证它是一个普通字符，而不是用来表示范围。

3. 综合起来，我们得到的正则表达式就是：var patternURL = /https?:\/\/[a-z0-9_.:]+\/[-a-z0-9_:@&?=+,.!/~*%$]*(\.(html|htm|shtml))?/

4. 因为我们降低了对匹配的要求，所以'http://.../foo.html' 这种显然不是合法URL的字符串也能匹配，不过我觉得还好，毕竟我们需要在正则匹配的复杂性和完整性之间取得平衡。

接下来，我们一步步地对URL进行分析。

我们可以将URL分为三个部分：

1. 协议头：^http://或^https://

2. 主机名：主机名是位于^http://之后和第一个反斜杆（如果有的话）之前的内容。

3. 路径：除了上面两者之外的内容。

4. 得到正则表达式：var patternURL = /^https?:\/\/([^/]+)(/.*)?$/

5. 由于URL可能包含端口号，它位于主机名和路径之间，以冒号开头: (:(\d)+)?

6. 得到正则表达式：var patternURL = /^https?:\/\/([^/:]+)(:(\d)+)?(/.*)?$/

7. 匹配合法的主机名：由点号分隔部分组成，每个部分可以包括ASCⅡ字符、数字和连字符，但不能以连字符开头和结尾。则可以得到：var patternHostname = /[a-z0-9]|[a-z0-9][-a-z0-9]*[a-z0-9]/i

8. 结尾的后缀部分只有有限个可能：(com|edu|gov|int|mil|net|org|biz|info|name|museum|coop|aero|[a-z][a-z])

9. 完善后得到：var patternHostname =/^([a-z0-9]\.|[a-z0-9][-a-z0-9]{0,61}[a-z0-9]\.)(com|edu|gov|int|mil|net|org|biz|info|name|museum|coop|aero|[a-z][a-z])$/i

匹配HTML Tag

匹配HTML标签嘛，感觉很简单的样子，我们的第一反应可能是：var pattern = /<[^>]+>/
不过这样匹配可能存在的问题是：如果tag中含有>，上面的正则就不能正常匹配了。如：

<input name=123 value=">" >

虽然上面这种HTML的写法很少(sha)见(bi)，但确实合法的。因此，简单的<[^>]+>就不能用了，需要想个聪明点的办法。

我们先来看一下HTML Tag中有什么规则：<...>中能够出现

1. 引用文本（被单引号或双引号包裹的）
2. 非引用形式的“其他文本”（包括除了>和引号之外的任何字符）

引用文本：HTML中的引文可以用双引号，也可以用单引号，但不允许嵌套转义的引号。

因此我们可以使用/("[^"]*"|'[^']*')/来匹配。

其他文本：除了>和引号之外的任意字符

可以使用/[^'">]/来匹配
现在可以得出匹配HTML Tag的正则表达式最终版！

var pattern = /<("[^"]*"|'[^']*'|[^'">])*>/

给这个正则表达式来点注释：

<                # 开始的尖括号"<"
    (            #     任意数量的...
        "[^"]*"  #         双引号字符串
        |        #         或者是...
        '[^']*'  #         单引号字符串
        |        #         或者是...
        [^'">]   #         "其他文本"
    )*           #
>                # 结束的尖括号">"

需要注意的是，我们不用"+"来修饰[^'">]的原因是([^'">]+)*可能会带来灾难性的后果。匹配次数呈指数级增长。比如：对于简单的目标字符串helloworld，是星号会迭代10次，每一次迭代中[^'">]+匹配一个字符？还是星号迭代3次，内部的[^'">]+分别匹配5、2、3个字符？或者2、3、1、4个字符？还是其他情况？这样会把正则引擎搞疯掉的啦！

匹配String

其实匹配引号内字符串的最简单办法是用这个表达式：/"[^"]*"/。

不过我们要容许其中包含转义的引号，例如："we have a \"awesome\" world!"。

下面进行任务分解：

1. 匹配起始引号
2. 匹配正文
3. 匹配结束引号

不过由于转义之后的引号也能够出现的正文中，所以处理起来比较棘手哈。

我们还是以"we have a \"awesome\" world!"为例子。如果JavaScript中有逆序环视(lookaround)可用，我们可以这样写：var pattern = /"([^"]|(?<=\\)")*"/。

但是这个正则表达式无法匹配下面这两个无聊的例子："/-|-\\" or "[^-^]"
我本来想匹配"/-|-\\"，结果匹配的确是"/-|-\\" or "。

注：

这里的结束分隔符是一个引号，但正文也可能包含转义之后的引号。匹配开始和结束分隔符很容易，诀窍就在于，匹配正文的时候不要超越结束分隔符。

匹配正文的思路：1、不是引号：由[^"]匹配。2、是一个引号，而它左边又有一个反斜杆，那么这个引号也属于正文。使用逆序环视：/"([^"]|(?<=\\)")*"/

鉴于上面的例子，我们需要对var pattern = /"([^"]|(?<=\\)")*"/进行修改！

第一个表达式的问题在于，我们把反斜杆认为只是用来转义引号的，其实反斜杆在字符串中可以用来转义任何字符。因此，我们要匹配的文本其实是开始引号和结束引号之间，包括转义字符和非引号的任何字符。得到：/"(\\.|[^"])*"/

不过！

上面的表达式还是会错误的匹配："You need a new\"world\" haha. 中的"You need a new\"world\" 即使这并不是一个字符串。

因为，这个表达式一开始匹配到了引号之后的文本，如果找不到结束的引号，它就会回溯。而[^"]匹配到了world\里的反斜杆后，之后的那个引号会被表达式认为是一个结束的引号。。。

继续改改改！

所以我们需要保证，字符串里的反斜杆不能以[^"]方式匹配。要将[^"]改为[^\\"]
上面的正则表达式使用了JavaScript正则表达式并不兹瓷的逆序环视，这里给出JavaScript支持的版本。

/(["'])(((\\.|[^\1\\])*)+)\1/ 或者 /^(['"])(((\\['"])?([^\1])*)+)\1/

好了，由于本人笔力有限，关于JavaScript的正则表达式只能介绍到这里，感兴趣的同学可以去阅读犀牛书的第十章以及《精通正则表达式》这本书

原文链接：http://ivweb.io/topic/56e804ef1a5f05dc50643106

本文编辑：宋秉金