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正则表达式

正则表达式-平衡组/递归匹配

2019-11-16正则表达式
正则表达式-平衡组/递归匹配

有时我们需要匹配像( 100 * ( 50 + 15 ) )这样的可嵌套的层次性结构,这时简单地使用\(.+\)则只会匹配到最左边的左括号和最右边的右括号之间的内容(这里我们讨论的是贪婪模式,懒惰模式也有下面的问题)。假如原来的字符串里的左括号和右括号出现的次数不相等,比如( 5 / ( 3 + 2 ) ) ),那我们的匹配结果里两者的个数也不会相等。有没有办法在这样的字符串里匹配到最长的,配对的括号之间的内容呢?

这里介绍的平衡组语法是由.Net Framework支持的;其它语言/库不一定支持这种功能,或者支持此功能但需要使用不同的语法。

为了避免(和\(把你的大脑彻底搞糊涂,我们还是用尖括号代替圆括号吧。现在我们的问题变成了如何把xx <aa <bbb> <bbb> aa> yy这样的字符串里,最长的配对的尖括号内的内容捕获出来?

这里需要用到以下的语法构造:

  • (?'group') 把捕获的内容命名为group,并压入堆栈(Stack)
  • (?'-group') 从堆栈上弹出最后压入堆栈的名为group的捕获内容,如果堆栈本来为空,则本分组的匹配失败
  • (?(group)yes|no) 如果堆栈上存在以名为group的捕获内容的话,继续匹配yes部分的表达式,否则继续匹配no部分
  • (?!) 零宽负向先行断言,由于没有后缀表达式,试图匹配总是失败

我们需要做的是每碰到了左括号,就在压入一个"Open",每碰到一个右括号,就弹出一个,到了最后就看看堆栈是否为空--如果不为空那就证明左括号比右括号多,那匹配就应该失败。正则表达式引擎会进行回溯(放弃最前面或最后面的一些字符),尽量使整个表达式得到匹配。

<                   #最外层的左括号
  [^<>]*            #它后面非括号的内容
  (
      (
        (?'Open'<)  #左括号,压入"Open"
        [^<>]*      #左括号后面的内容
      )+
      (
        (?'-Open'>) #右括号,弹出一个"Open"
        [^<>]*      #右括号后面的内容
      )+
  )*
  (?(Open)(?!))     #最外层的右括号前检查
                    #若还有未弹出的"Open"
                    #则匹配失败

>                #最外层的右括号

平衡组的一个最常见的应用就是匹配HTML,下面这个例子可以匹配嵌套的<div>标签:<div[^>]*>[^<>]*(((?'Open'<div[^>]*>)[^<>]*)+((?'-Open'</div>)[^<>]*)+)*(?(Open)(?!))</div>.

如果你不是一个程序员(或者你自称程序员但是不知道堆栈是什么东西),你就这样理解上面的三种语法吧:第一个就是在黑板上写一个"group",第二个就是从黑板上擦掉一个"group",第三个就是看黑板上写的还有没有"group",如果有就继续匹配yes部分,否则就匹配no部分。