重学正则表达式(二)

前一节我们学习了组成正则表达式的元字符,这节我们来看一下正则表达式的匹配模式。什么是正则表达式的匹配模式,废话不多说,上代码:

package com.info.common.regex;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;

@Slf4j
public class RegexTest {

    public static void main(String[] args) {
        String str = "aaabb";
        String regex = "(a+)";
        pattern = Pattern.compile(regex);
        Matcher matcher = pattern.matcher(str);
        while (matcher.find()){
            log.info(matcher.group());
        }
}

运行上面的代码,我们可以看到结果是 aaa,再看下面的代码

        str = "aaabb";
        regex = "(a+?)";
        pattern = Pattern.compile(regex);
        matcher = pattern.matcher(str);
        List<String> result= new ArrayList<>(1 << 2);
        while (matcher.find()){
            result.add(matcher.group());
        }
        log.info(JSON.toJSONString(result));

下面这个案例我们得到的结果是 ["a","a","a"],至于这里的表达式为什么是 (a+) 而不是 a+ ,我也没完全弄明白,只能说是语言的特性吧,在java里,匹配行的开始和结束我们也需要用括号把 ^ $ 括起来,类似 (^) ($) 这样。我们看到,第二个表达式只是在第一个表达式的+后面添加了一个?,两次匹配出来的结果就不一样了,这是为什么呢?这就引入了我们今天要讲的话题,正则表达式的匹配模式,贪婪、非贪婪与独占模式。

贪婪匹配
在正则中,表示次数的量词默认是贪婪的,在贪婪模式下,
会尝试尽可能最大长度去匹配。
以上面的例子为例,a+ 会尝试尽量匹配更多的 a,直到第一个字母 b不满足要求为止,匹配上三个 a。贪婪模式的特点就是尽可能进行最大长度匹配。所以要不要使用贪婪模式是根据需求场景来定的。

非贪婪匹配
与之对应的就是非贪婪匹配,那么如何将贪婪模式变成非贪婪模式呢?我们可以在量词后面加上英文的问号 ? ,这时正则变为了 (a+?),匹配的结果变成了 ["a","a","a"] ,匹配的时候从一个a开始,一个字母 a 满足 (a+) ,于是就匹配到第一个子串,继续向后一直到字母 b ,不满足 (a+),匹配结束,因此得到的结果就是 ["a","a","a"]
上代码:

        str = "\"the little dog\" is a toy, \"it looks like a cat.\"";
        regex = "\".+\"";
        pattern = Pattern.compile(regex);
        matcher = pattern.matcher(str);
        result= new ArrayList<>(1 << 2);
        while (matcher.find()){
            result.add(matcher.group());
        }
        log.info(JSON.toJSONString(result));

运行上面的案例,我们得到的结果是 ["the little dog" is a toy, it looks like a cat."],这可能并不是我们想要的结果,我们只是想要 “” 里面的内容,但是如果我们把正则改为非贪婪匹配 .+? ,就可以得到我们想要的结果 ["the little dog","it looks like a cat."]。顺带提一句,有的同学可能会好奇上面的代码里为什么会有 \" 这样的字符,这个是因为在java语法里,引号里面使用引号是需要转义的, \" 表示的就是 " 本身,大家不必太在意。

独占匹配
不管是贪婪模式,还是非贪婪模式,都需要发生回溯才能完成相应的功能。但是在一些场景下,我们不需要回溯,匹配不上返回失败就好了,因此正则中还有另外一种模式,独占模式,它类似贪婪匹配,但匹配过程不会发生回溯,因此在一些场合下性能会更好。
例如下面的正则:String regex = ab{1,3}z; String str = abbac,在匹配时,b{1,3}会尽可能长地去匹配,当匹配完 abb 后,由于 b 要尽可能匹配最长,即三个,但字符串中后面是个 c 就会导致匹配不上,这时候正则就会向前回溯,回退出当前字符 c,接着用正则中的 c 去匹配。
独占模式和贪婪模式很像,独占模式会尽可能多地去匹配,如果匹配失败就结束,不会进行回溯,这样的话就比较节省时间。具体的方法就是在量词后面加上加号 +
如果你用 ab{1,3}+bc 去匹配 abbbc 字符串,b{1,3}+会把前面两个 b 都用掉,并且不会回溯,这样字符串中内容只剩下 c了,导致正则中加号后面的 c 匹配不到符合要求的内容,匹配失败。如果是贪婪模式 ab{1,3}bc 或非贪婪模式 ab{1,3}?bc 都可以匹配上。

        str = "abbbc";
        regex = "(ab{1,3}?bc)";
        pattern = Pattern.compile(regex);
        matcher = pattern.matcher(str);
        result= new ArrayList<>(1 << 2);
        while (matcher.find()){
            result.add(matcher.group());
        }
        log.info(JSON.toJSONString(result));

运行上面的代码,我们发现匹配的结果是空。
正则虽然强大,但是正则也不可能乱用,参考 一个正则表达式引发的血案,可以对今天的内容有更深入的理解。好了,今天的内容就到这里了,我们下节见,由于本人对正则的认知有限,如文中有表达不到位或者错误的地方,欢迎大家批评指正,感谢。

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