正则表达式匹配解析过程探讨分析(正则表达式匹配原理)
内容导读
互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了正则表达式匹配解析过程探讨分析(正则表达式匹配原理)，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含2565字，纯文字阅读大概需要4分钟。
内容图文
已经有多篇关于正则表达式介绍的文章，随着我们越来越多使用正则表达式，想对性能做优化、减少我们正则表达式书写匹配Bug。我们不得不进一步深入了解正则表达式执行过程了。下面我们一起学习，分析下正则表达式执行过程。我们会用regexbuddy测试工具分解执行过程，具体工具使用，可以看：正则表达式性能测试工具推荐、优化工具推荐(regexbuddy推荐)。要了解正则表达式解析过程前，我们先来熟悉几个概念。
常见正则表达式引擎
引擎决定了正则表达式匹配方法及内部搜索过程，了解它至关重要的。目前主要流行引擎有：DFA,NFA两种引擎，我们比较区分下。
| 引擎 | 区别点 |
|---|---|
| DFA Deterministic finite automaton 确定型有穷自动机 |
DFA引擎它们不要求回溯（并因此它们永远不测试相同的字符两次），所以匹配速度快！DFA引擎还可以匹配最长的可能的字符串。不过DFA引擎只包含有限的状态，所以它不能匹配具有反向引用的模式，还不可以捕获子表达式。代表性有：awk,egrep,flex,lex,MySQL,Procmail |
| NFA Non-deterministic finite automaton 非确定型有穷自动机，又分为传统NFA,Posix NFA |
传统的NFA引擎运行所谓的“贪婪的”匹配回溯算法（longest-leftmost），以指定顺序测试正则表达式的所有可能的扩展并接受第一个匹配项。传统的NFA回溯可以访问完全相同的状态多次，在最坏情况下，它的执行速度可能非常慢，但它支持子匹配。代表性有：GNU Emacs,Java,ergp,less,more,.NET语言, PCRE library,Perl,PHP,Python,Ruby,sed,vi等，一般高级语言都采用该模式。 |
DFA以字符串字符，逐个在正则表达式匹配查找，而NFA以正则表达式为主，在字符串中逐一查找。尽管速度慢，但是对操作者来说更简单，因此应用更广泛！下面所有以NFA引擎举例说明，解析过程！
解析引擎眼中的字符串组成
对于字符串“DEF”而言，包括D、E、F三个字符和 0、1、2、3 四个数字位置：0D1E2F3，对于正则表达式而言所有源字符串，都有字符和位置。正则表达式会从0号位置，逐个去匹配的。
占有字符和零宽度
正则表达式匹配过程中，如果子表达式匹配到的是字符内容，而非位置，并被保存到最终的匹配结果中，那么就认为这个子表达式是占有字符的；如果子表达式匹配的仅仅是位置，或者匹配的内容并不保存到最终的匹配结果中，那么就认为这个子表达式是零宽度的。占有字符是互斥的，零宽度是非互斥的。也就是一个字符，同一时间只能由一个子表达式匹配，而一个位置，却可以同时由多个零宽度的子表达式匹配。常见零宽字符有：^，(?=)等
正则表达式匹配过程详解实例
我们掌握了上面几个概念，我们接下来分析下几个常见的解析过程。结合使用软件regexBuddy来分析。
Demo1: 源字符DEF,对应标记是：0D1E2F3，匹配正则表达式是：/DEF/
过程可以理解为：首先由正则表达式字符 /D/ 取得控制权，从位置0开始匹配，由 /D/ 来匹配“D”，匹配成功，控制权交给字符 /E/ ；由于“D”已被 /D/ 匹配，所以 /E/ 从位置1开始尝试匹配，由 /E/ 来匹配“E”，匹配成功，控制权交给 /F/ ；由 /F/ 来匹配“F”，匹配成功。
Demo2:源字符DEF,对应标记是：0D1E2F3，匹配正则表达式是：/D\w+F/
过程可以理解为：首先由正则表达式字符 /D/ 取得控制权，从位置0开始匹配，由 /D/ 来匹配“D”，匹配成功，控制权交给字符 /\w+/ ；由于“D”已被 /D/ 匹配，所以 /\w+/ 从位置1开始尝试匹配，\w+贪婪模式，会记录一个备选状态，默认会匹配最长字符，直接匹配到EF，并且匹配成功，当前位置3了。并且把控制权交给 /F/ ；由 /F/ 匹配失败，\w+匹配会回溯一位，当前位置变成2。并把控制权交个/F/，由/F/匹配字符F成功。因此\w+这里匹配E字符,匹配完成！
Demo3:源字符DEF,对应标记是：0D1E2F3，匹配正则表达式是：/^(?=D)[D-F]+$/
过程可以理解为：元字符 /^/ 和 /$/ 匹配的只是位置，顺序环视 /(?=D)/ （匹配当前位置，右边是否有字符“D”字符出现）只进行匹配，并不占有字符，也不将匹配的内容保存到最终的匹配结果，所以都是零宽度的。 首先由元字符 /^/ 取得控制权，从位置0开始匹配， /^/ 匹配的就是开始位置“位置0”，匹配成功，控制权交给顺序环视 /(?=D)/；/(?=D])/ 要求它所在位置右侧必须是字母”D”才能匹配成功，零宽度的子表达式之间是不互斥的，即同一个位置可以同时由多个零宽度子表达式匹配，所以它也是从位置0尝试进行匹配，位置0的右侧是字符“D”，符合要求，匹配成功，控制权交给 /[D-F]+/ ；因为 /(?=D)/ 只进行匹配，并不将匹配到的内容保存到最后结果，并且 /(?=D)/ 匹配成功的位置是位置0，所以 /[D-F]+/ 也是从位置0开始尝试匹配的， /[D-F]+/ 首先尝试匹配“D”，匹配成功，继续尝试匹配，直到匹配完”EF”，这时已经匹配到位置3，位置3的右侧已没有字符，这时会把控制权交给 /$/，元字符 /$/ 从位置3开始尝试匹配，它匹配的是结束位置，也就是“位置3”，匹配成功。此时正则表达式匹配完成，报告匹配成功。匹配结果为“DEF”，开始位置为0，结束位置为3。其中 /^/ 匹配位置0， /(?=D)/ 匹配位置0， /[D-F]+/ 匹配字符串“DEF”， /$/ 匹配位置3。
后记：上面这几个例子，我们分析了正则表达式普通匹配，还有回溯过程，然后零宽度字符，匹配过程。当然，给出的例子比较简单，实际过程中会遇到更长，更复杂的正则表达式。但是，思想是类似的。只要我们把我解析原理，都可以逐一分解的。好了，就到这里，欢迎交流！
原文：http://www.jb51.net/article/73403.htm
内容总结
以上是互联网集市为您收集整理的正则表达式匹配解析过程探讨分析(正则表达式匹配原理)全部内容，希望文章能够帮你解决正则表达式匹配解析过程探讨分析(正则表达式匹配原理)所遇到的程序开发问题。 如果觉得互联网集市技术教程内容还不错，欢迎将互联网集市网站推荐给程序员好友。
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