正则表达式解释器实现原理
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词法分析器原理词法分析器(Lexical Analyzer)是编译器中的重要组成部分,用于将输入的源代码分解为一个个词法单元(Token),为语法分析器(Syntax Analyzer)提供分析的基础。
本文将介绍词法分析器的原理和工作流程。
一、概述词法分析器通过扫描源代码字符流,并识别出其中的合法词法单元。
它将源代码转化为一个个标识符、关键字、常数、运算符等基本构件,以供后续阶段进行进一步的处理和分析。
二、工作原理1. 自动机词法分析器通常使用有限自动机(Finite Automaton)来实现。
有限自动机由一系列状态组成,每个状态所接受的输入决定了自动机的状态转移。
利用状态转移规则,自动机可以根据输入字符逐步分析源代码并产生相应的词法单元。
2. 正则表达式为了方便描述词法分析器对输入的词法单元进行匹配,可以使用正则表达式。
正则表达式是一种描述字符模式的工具,它可以定义一类字符串的集合。
词法分析器将正则表达式与状态机相结合,通过模式匹配的方式识别输入字符流中的词法单元。
3. 词法规则词法分析器通过预先定义的词法规则来描述源代码中的不同词法单元。
例如,某个编程语言的词法规则可能包含关键字、标识符、数字、字符串等。
词法规则的定义中常常使用正则表达式来指定某个词法单元的模式。
4. 符号表为了方便后续的语义处理和编译过程,词法分析器通常会维护一个符号表(Symbol Table)。
符号表记录了源代码中出现的标识符、常量等信息,以供后续的语法分析和语义分析使用。
三、工作流程词法分析器的工作流程可以分为以下几个步骤:1. 读取源代码字符流,并初始化状态机。
2. 通过状态转移规则,逐个输入字符进行状态转移,直到达到某个终止状态。
3. 判断当前状态是否为某个词法单元的终止状态,如果是,产生相应的词法单元,并将其记录在符号表中。
4. 继续读取源代码字符流,重复以上过程,直到扫描完整个源代码。
五、总结词法分析器作为编译器的重要组成部分,负责将源代码分解为一个个词法单元,并提供给语法分析器进行进一步的处理。
PYTHON正则表达式re模块使⽤说明⾸先,运⾏ Python 解释器,导⼊ re 模块并编译⼀个 RE:#!pythonPython 2.2.2 (#1, Feb 10 2003, 12:57:01)>>> import re>>> p = pile('[a-z]+')>>> p<_sre.SRE_Pattern object at 80c3c28>现在,你可以试着⽤ RE 的 [a-z]+ 去匹配不同的字符串。
⼀个空字符串将根本不能匹配,因为 + 的意思是 “⼀个或更多的重复次数”。
在这种情况下 match() 将返回 None,因为它使解释器没有输出。
你可以明确地打印出 match() 的结果来弄清这⼀点。
#!python>>> p.match("")>>> print p.match("")None现在,让我们试着⽤它来匹配⼀个字符串,如 "tempo"。
这时,match() 将返回⼀个 MatchObject。
因此你可以将结果保存在变量⾥以便后⾯使⽤。
#!python>>> m = p.match( 'tempo')>>> print m<_sre.SRE_Match object at 80c4f68>现在你可以查询 `MatchObject` 关于匹配字符串的相关信息了。
MatchObject 实例也有⼏个⽅法和属性;最重要的那些如下所⽰:⽅法/属性作⽤group()返回被 RE 匹配的字符串start()返回匹配开始的位置end()返回匹配结束的位置span()返回⼀个元组包含匹配 (开始,结束) 的位置试试这些⽅法不久就会清楚它们的作⽤了:#!python>>> m.group()'tempo'>>> m.start(), m.end()(0, 5)>>> m.span()(0, 5)group() 返回 RE 匹配的⼦串。
freemarker正则表达式判断Freemarker正则表达式是模板引擎Freemarker中的一种强大的文本处理工具,它能够根据指定的规则对文本进行匹配、查找和替换。
本文将详细介绍Freemarker正则表达式的基本语法和用法,帮助读者更好地掌握这一技巧。
我们来了解一下什么是正则表达式。
正则表达式是一种用来描述、匹配和处理字符串的强大工具,它可以根据指定的规则对字符串进行快速的匹配和查找。
在Freemarker中,正则表达式常常用于处理模板中的文本内容,比如对特定格式的字符串进行匹配和替换,或者提取字符串中的关键信息等。
在Freemarker中,使用正则表达式需要使用到一些特殊的语法和符号。
下面是一些常用的正则表达式的语法和符号:1. 字符匹配:使用普通字符可以匹配相应的字符。
例如,正则表达式"abc"可以匹配字符串"abc"。
2. 字符类:使用方括号[]可以匹配其中的任意一个字符。
例如,正则表达式"[ab]"可以匹配字符串"a"或"b"。
3. 数量词:使用数量词可以指定字符出现的次数。
例如,正则表达式"ab{2,4}"可以匹配字符串"abb"、"abbb"或"abbbb"。
4. 边界匹配:使用边界匹配符可以指定字符的边界。
例如,正则表达式"^abc"可以匹配以"abc"开头的字符串。
5. 分组和捕获:使用小括号()可以将字符分组,并且可以通过$1、$2等来引用分组的内容。
例如,正则表达式"(ab)c\1"可以匹配字符串"abca"。
6. 零宽断言:使用零宽断言可以指定字符的位置而不匹配字符本身。
例如,正则表达式"abc(?=123)"可以匹配字符串"abc",但后面必须跟着"123"。
Interpreter模式实现详解Interpreter模式是指通过一种特定的语法规则来实现对某种语言的解释器,进而将该语言转换为人类可读的形式。
跨越不同编程语言和系统的解释器实现,依赖于对Interpreter模式的正确使用。
本文将介绍Interpreter模式的概念和原理,并通过具体实例来实现详解。
一、Interpreter模式概述Interpreter模式也被称为解释器模式,它是指通过一种特定的语法规则来实现对某种语言的解释器,进而将该语言转换为人类可读的形式。
Interpreter模式的本质是对语法树的遍历,一般适用于解释自定义语言或运行时需要改变语法的情况。
二、Interpreter模式原理1.抽象语法树在Interpreter模式中,首先需要对某语言的语法进行定义,即语法规则。
语法规则会被解析成一棵抽象的语法树,该语法树是对语法的逐层抽象。
2.解释器节点在语法树上,每个节点都对应着一个解释器。
节点的左节点和右节点分别表示树中的运算、函数、方法、参数等。
3.解释器解释器负责解释语法树上的节点,将其转化为相应的指令或动作。
三、Interpreter模式示例我们以一个简单的实例来说明Interpreter模式的实现过程:需要解释实现以下语句:if (a > b && c < d) { doSomething(); } else { doSomethingElse(); }上述语句首先需要将其解析为语法树,其中if节点的左子节点为条件表达式节点,右子节点为代码块节点,if节点的左子节点又分别对应两个比较表达式节点和关系运算节点。
我们定义解释器如下:public interface Interpreter {boolean interpret(String context);}1.条件表达式解释器:public class ExpressionInterpreter implements Interpreter {private String expression;public ExpressionInterpreter(String expression) {this.expression = expression;}@Overridepublic boolean interpret(String context) {return context.contains(expression);}}2.比较表达式解释器:public class CompareInterpreter implements Interpreter {private Interpreter leftInterpreter, rightInterpreter;public CompareInterpreter(Interpreter leftInterpreter, Interpreter rightInterpreter) {this.leftInterpreter = leftInterpreter;this.rightInterpreter = rightInterpreter;}@Overridepublic boolean interpret(String context) {return leftInterpreter.interpret(context) && rightInterpreter.interpret(context);}}3.关系运算解释器:public class AndInterpreter implements Interpreter {private Interpreter leftInterpreter, rightInterpreter;public AndInterpreter(Interpreter leftInterpreter, Interpreter rightInterpreter) {this.leftInterpreter = leftInterpreter;this.rightInterpreter = rightInterpreter;}@Overridepublic boolean interpret(String context) {return leftInterpreter.interpret(context) && rightInterpreter.interpret(context);}}4.代码块解释器:public class CodeInterpreter implements Interpreter { private String code;public CodeInterpreter(String code) {this.code = code;}@Overridepublic boolean interpret(String context) {if (context.contains(code)) {System.out.println("执行代码块:" + code); return true;}return false;}}5.测试代码:public class InterpreterTest {public static void main(String[] args) {String context = "abcdefg";Interpreter aInterpreter = new ExpressionInterpreter("a");Interpreter bInterpreter = new ExpressionInterpreter("b");Interpreter cInterpreter = new ExpressionInterpreter("c");Interpreter dInterpreter = new ExpressionInterpreter("d");Interpreter leftInterpreter = newCompareInterpreter(aInterpreter, bInterpreter);Interpreter rightInterpreter = newCompareInterpreter(cInterpreter, dInterpreter);Interpreter ifInterpreter = new AndInterpreter(leftInterpreter, rightInterpreter);Interpreter elseInterpreter = new CodeInterpreter("else");Interpreter thenInterpreter = newCodeInterpreter("doSomething");Interpreter ifCodeInterpreter = new CodeInterpreter("if");Interpreter syntaxTree = new AndInterpreter(new AndInterpreter(ifInterpreter, thenInterpreter),new AndInterpreter(elseInterpreter, ifCodeInterpreter));syntaxTree.interpret(context);}}在解释器中传入条件表达式、代码块等参数后,通过Interpreter模式将语法树解释成相应的操作。
正则表达式$用法摘要:1.正则表达式概述2.$用法的含义3.$用法的应用实例4.$用法的注意事项正文:1.正则表达式概述正则表达式(Regular Expression,简称regex)是一种强大的文本处理工具,可以用来检查文本是否符合某种模式、提取文本中的特定信息等。
正则表达式广泛应用于计算机科学和编程领域,如文本编辑器、搜索引擎、数据验证等场景。
2.$用法的含义在正则表达式中,$符号表示匹配字符串的结尾。
换句话说,$用法用于确保匹配的文本位于字符串的最后一个位置。
在正则表达式中,$用法可以出现在任意位置,但通常位于圆括号内,表示该括号内的模式需要匹配字符串的结尾。
3.$用法的应用实例以下是一些使用$用法的正则表达式实例:- 验证邮件地址:`^[a-zA-Z0-9._%+-]+@[a-zA-Z0-9.-]+.[a-zA-Z]{2,}$` 该正则表达式确保邮件地址以“@”符号开头,以点号结尾,且中间包含字母、数字和下划线等字符。
- 验证手机号码:`^1[3-9]d{9}$`该正则表达式确保手机号码以数字1 开头,第二位为3 至9 之间的数字,后面紧跟9 位数字。
- 验证数字:`^[0-9]+$`该正则表达式确保输入内容为纯数字。
4.$用法的注意事项在使用$用法时,需要注意以下几点:- $符号本身不具备分组功能,它只表示字符串的结尾。
若要实现分组,需要使用圆括号或其他分组符号。
- 在某些编程语言或工具中,$用法可能与其他元字符产生冲突,导致无法正确匹配。
此时,可以考虑使用其他元字符,如“z”表示字符串的结尾,“Z”表示字符串的开头。
- 在正则表达式中,$用法通常与其他元字符结合使用,以实现更复杂的匹配需求。
cmd rename 正则在计算机领域中,CMD(Command Prompt)是一个用于在Windows操作系统中执行命令的命令行解释器。
CMD中的"rename"命令用于重命名文件或文件夹。
而正则表达式是一种强大的文本处理工具,可以用于匹配和替换字符串。
在本文中,我将介绍如何使用CMD中的"rename"命令以及正则表达式来进行批量文件重命名。
首先,我们需要了解如何使用CMD中的"rename"命令来进行单个文件的重命名。
打开CMD窗口,使用"cd"命令进入目标文件所在的目录。
假设我们要将文件"file1.txt"重命名为"newfile.txt",可以输入以下命令:```rename file1.txt newfile.txt```这样,文件"file1.txt"就会被重命名为"newfile.txt"。
接下来,我们来看如何使用CMD中的"rename"命令来进行批量文件的重命名。
假设我们有一串文件,它们的文件名格式为"file_x.txt"(其中x为数字,例如file_1.txt、file_2.txt等)。
如果我们想将它们的文件名都改为"newfile_x.txt"的格式,可以运用正则表达式来实现。
在CMD窗口中输入以下命令:```rename file_*.txt newfile_*.txt```这样,所有以"file_"开头、以".txt"结尾的文件都会被重命名为以"newfile_"开头、以".txt"结尾的文件。
在CMD的"rename"命令中,使用"*"作为通配符来匹配任意字符,使用"?"作为通配符来匹配单个字符。
vbs 正则表达式vbs是一种常用的脚本语言,可以用来编写各种小工具和脚本。
在 vbs 中,使用正则表达式可以方便地进行字符串匹配和替换操作。
正则表达式是一种特殊的语法,用来描述字符串的规则。
在 vbs 中,可以使用正则表达式对象来创建和操作正则表达式。
通常,我们可以通过以下步骤来使用正则表达式:1. 创建正则表达式对象:使用 CreateObject 函数创建一个正则表达式对象。
例如:Set regEx = CreateObject('VBScript.RegExp')2. 设置正则表达式的模式:使用 Pattern 属性设置正则表达式的匹配模式。
例如:regEx.Pattern = 'ab*c'这个正则表达式的匹配模式是:匹配一个字符 'a',后面跟着零个或多个字符 'b',最后是一个字符 'c'。
3. 匹配字符串:使用 Execute 方法对字符串进行匹配。
例如: Set matches = regEx.Execute('abc abbc abbbc') 这个语句会在字符串 'abc abbc abbbc' 中查找所有符合正则表达式匹配模式的子串,并将它们保存到 matches 变量中。
4. 处理匹配结果:使用 Match 对象来访问匹配结果。
例如:For Each match In matchesMsgBox 'Match found at position ' & match.FirstIndex & ' with value ' & match.ValueNext这个语句会输出所有匹配结果的位置和值。
除了以上基本用法,vbs 的正则表达式还支持各种高级功能,比如捕获组、替换、反向引用等。
有了正则表达式,我们可以轻松地实现各种字符串处理的功能,提高编程效率。
菜鸟在线正则表达式正则表达式是一种强大的文本处理工具,可以用于匹配、查找和替换字符串。
菜鸟在线正则表达式是一个很好的学习和实践正则表达式的工具,它提供了丰富的实例和在线测试环境,方便用户进行学习和调试。
正则表达式由一系列字符和特殊字符组成,用于描述文本模式。
在菜鸟在线正则表达式中,可以使用各种元字符和限定符来定义模式。
元字符包括普通字符、特殊字符和转义字符,用于匹配文本中的特定字符或字符集。
而限定符用于指定匹配规则的次数或范围。
在菜鸟在线正则表达式中,可以通过选择匹配模式和输入待匹配文本来进行测试。
选择匹配模式时,可以选择区分大小写、全局匹配和多行匹配等选项,以满足不同的匹配需求。
输入待匹配文本后,点击测试按钮即可得到匹配结果。
除了基本的匹配功能,菜鸟在线正则表达式还提供了分组、反向引用、选择和分支、零宽度断言等高级功能。
分组可以将多个字符组合成一个单元,方便对其进行匹配和处理。
反向引用则可以引用前面的分组结果,用于实现更复杂的匹配操作。
选择和分支可以在多个模式之间进行选择,以满足不同的匹配条件。
零宽度断言可以在匹配时指定位置而不消耗字符,用于更精确地定位匹配结果。
菜鸟在线正则表达式的使用方法相对简单,但是掌握正则表达式的技巧和规则需要一定的学习和实践。
在学习过程中,可以通过查看实例和参考资料来了解不同的正则表达式语法和功能。
在实践过程中,可以通过不断测试和调试来熟悉正则表达式的各种用法和特性。
正则表达式在各种编程语言和文本编辑器中都有广泛应用,可以用于数据提取、模式匹配、字符串替换等多种场景。
掌握正则表达式的基本知识和技巧,可以提高文本处理的效率和准确性。
菜鸟在线正则表达式作为一个实用的学习和实践工具,为用户提供了方便快捷的正则表达式测试环境,帮助用户更好地理解和掌握正则表达式的使用。
菜鸟在线正则表达式是一个功能强大、易于使用的正则表达式学习工具。
通过学习和实践,我们可以掌握正则表达式的基本语法和常用功能,提高文本处理的效率和准确性。
正则表达式介绍正则表达式是一种强大的文本处理工具,它用于匹配、查找和替换文本中的模式。
它是一种特殊的语法,可以用于描述字符串的结构和内容。
在日常工作中,我们经常需要处理各种各样的文本数据,比如文本文件、数据库中的数据、网页中的内容等。
而正则表达式正是将这些文本数据进行有效处理的利器。
正则表达式的语法非常丰富,包含了大量的元字符和语法规则。
下面我们就来介绍一些常见的元字符和语法规则。
元字符元字符是正则表达式中的基本单位,它用于表示某种特殊的文本字符或字符集。
下面是一些常见的元字符:1. . :用于匹配任意一个字符,除了换行符(\n)。
2. ^ :用于匹配字符串的开头。
3. $ :用于匹配字符串的结尾。
4. * :用于匹配前面的字符出现0次或多次。
5. + :用于匹配前面的字符出现1次或多次。
6. ? :用于匹配前面的字符出现0次或1次。
7. | :用于表示或者的关系。
语法规则除了元字符之外,正则表达式还包含了许多语法规则。
下面是一些常见的语法规则:1. 字符集:方括号([])内表示要匹配的字符集,可以使用连字符(-)表示范围。
比如[0-9]表示匹配0到9之间的任意数字。
2. 分组:用小括号()来把多个元字符组合起来,形成一个整体。
比如(ab)+表示匹配一个或多个连续的"ab"。
3. 反向引用:用反斜杠(\)加数字来引用前面的分组。
比如(\w)\1表示匹配出现两次的任意单词字符。
4. 贪婪/非贪婪:在元字符后面加上问号(?)可以实现非贪婪模式。
比如.*?表示匹配尽可能少的任意字符。
5. 零宽度断言:用于限定匹配的位置,但不会消耗任何字符。
比如正向预查(?=)表示必须跟着某个模式,但不包含该模式;负向预查(?!)表示必须不跟着某个模式。
应用实例下面我们通过一些实例来演示正则表达式的应用:1. 匹配手机号码:^(13\d|14[579]|15[^4\D]|17[^49\D]|18\d)\d{8}$2. 匹配IP地址:^([01]?\d\d?|2[0-4]\d|25[0-5])\.([01]?\d\d?|2[0-4]\d|25[0-5])\.([01]?\d\d?|2[0-4]\d|25[0-5])\.([01]?\d\d?|2[0-4]\d|25[0-5])$3. 匹配邮箱地址:^\w+([-+.]\w+)*@\w+([-.]\w+)*\.\w+([-.]\w+)*$4. 匹配HTML标签:<(?:"[^"]*"['"]*|'[^']*'['"]*|[^'">])+>结语正则表达式是一个非常强大的工具,可以用于各种各样的文本处理任务。
标题:深入解析regex_match正则表达式的用法和原理在现代程序设计中,正则表达式是一种十分重要的技术,它以其强大的匹配能力和灵活的表达方式成为程序员们必备的工具之一。
在C++语言中,regex_match是用于匹配字符串与正则表达式相匹配的模式的函数,今天我们就来深入解析regex_match的用法和原理。
一、regex_match的基本用法1.1 regex_match的语法regex_match函数的语法形式如下:```cppbool regex_match(InputIt first, InputIt last,std::basic_regex<charT, tr本人ts> re);```其中,first和last是用于指定被匹配字符串的迭代器范围,re是表示要匹配的正则表达式的对象。
1.2 regex_match的返回值regex_match函数的返回值为布尔类型,表示被匹配字符串是否与给定的正则表达式相匹配。
1.3 regex_match的示例代码接下来,我们通过一个简单的示例代码来说明regex_match函数的基本用法:```cpp#include <iostream>#include <regex>int m本人n() {std::string str = "hello, world";std::regex re("hello,.*");if (std::regex_match(str, re)) {std::cout << "Matched!" << std::endl;} else {std::cout << "Not matched!" << std::endl;}return 0;}```在这个示例中,我们使用regex_match函数来判断字符串"hello, world"是否与正则表达式"hello,.*"相匹配。
正则表达式零宽断⾔详解正则表达式零宽断⾔:零宽断⾔是正则表达式中的难点,所以本章节重点从匹配原理⽅⾯进⾏⼀下分析。
零宽断⾔还有其他的名称,例如"环视"或者"预搜索"等等,不过这些都不是我们关注的重点。
⼀.基本概念:零宽断⾔正如它的名字⼀样,是⼀种零宽度的匹配,它匹配到的内容不会保存到匹配结果中去,最终匹配结果只是⼀个位置⽽已。
作⽤是给指定位置添加⼀个限定条件,⽤来规定此位置之前或者之后的字符必须满⾜限定条件才能使正则中的字表达式匹配成功。
注意:这⾥所说的⼦表达式并⾮只有⽤⼩括号括起来的表达式,⽽是正则表达式中的任意匹配单元。
javascript只⽀持零宽先⾏断⾔,⽽零宽先⾏断⾔⼜可以分为正向零宽先⾏断⾔,和负向零宽先⾏断⾔。
代码实例如下:实例代码⼀:var str="abZW863";var reg=/ab(?=[A-Z])/;console.log(str.match(reg));在以上代码中,正则表达式的语义是:匹配后⾯跟随任意⼀个⼤写字母的字符串"ab"。
最终匹配结果是"ab",因为零宽断⾔"(?= [A-Z])"并不匹配任何字符,只是⽤来规定当前位置的后⾯必须是⼀个⼤写字母。
实例代码⼆:var str="abZW863";var reg=/ab(?![A-Z])/;console.log(str.match(reg));以上代码中,正则表达式的语义是:匹配后⾯不跟随任意⼀个⼤写字母的字符串"ab"。
正则表达式没能匹配任何字符,因为在字符串中,ab的后⾯跟随有⼤写字母。
⼆.匹配原理:上⾯代码只是⽤概念的⽅式介绍了零宽断⾔是如何匹配的。
下⾯就以匹配原理的⽅式分别介绍⼀下正向零宽断⾔和负向零宽断⾔是如何匹配的。
1.正向零宽断⾔:代码实例如下:var str="<div>antzone";var reg=/^(?=<)<[^>]+>\w+/;console.log(str.match(reg));匹配过程如下:⾸先由正则表达式中的"^"获取控制权,⾸先由位置0开始进⾏匹配,它匹配开始位置0,匹配成功,然后控制权转交给"(?= <)",,由于"^"是零宽的,所以"(?=<)"也是从位置0处开始匹配,它要求所在的位置右侧必须是字符"<",位置0的右侧恰好是字符"<",匹配成功,然后控制权转交个"<",由于"(?=<)"也是零宽的,所以它也是从位置0处开始匹配,于是匹配成功,后⾯的匹配过程就不介绍了。
hyperscan 原理
Hyperscan是一种高性能的正则表达式引擎,具有快速匹配大量模式
的能力。
它使用了多种优化技术,包括哈希表、DFA(确定有限状态
自动机)和SIMD(单指令多数据)指令集等。
在Hyperscan中,正则表达式被编译成一个DFA图(确定有限状态
自动机)。
该图由一组状态和转换组成,其中每个状态代表一个正则
表达式的子集。
当输入文本流经DFA时,它会在图中移动,并根据当前状态和输入字符来决定下一个状态。
如果当前状态是某个正则表达
式的最终状态,则匹配成功。
为了提高匹配速度,Hyperscan使用了哈希表来加速查找当前状态的
转换。
哈希表将每个状态映射到一个桶中,并且可以通过桶中的链表
来快速访问相邻的状态。
此外,Hyperscan还利用了SIMD指令集来并行处理多个字符。
这意
味着它可以同时比较多个字符,并在同一时钟周期内执行多个匹配操作。
这使得Hyperscan非常适合处理具有大量模式和长输入流的情况。
总之,Hyperscan是一种基于DFA图、哈希表和SIMD指令集的高
性能正则表达式引擎,具有快速匹配大量模式的能力。
它的优化技术使得它可以在处理大规模数据时保持高效率和高吞吐量。
正则表达式(Pattern 正则)正则表达式(Regular Expression,简称为 Regex 或 Regexp)是一种用于匹配、查找和操作文本的强大工具。
它是一种基于模式匹配的字符串处理技术,可以用来验证、提取、替换等各种文本操作。
正则表达式在编程、文本编辑器、数据处理等领域都有广泛的应用。
1. 正则表达式的基本概念正则表达式由一系列字符和特殊字符组成,用于描述一种模式。
它可以包含普通字符(如字母、数字、标点符号等)和特殊字符(如元字符、转义字符等)。
1.1 普通字符普通字符是指匹配其自身的字符。
例如,正则表达式abc可以匹配字符串中连续出现的“abc”。
1.2 元字符元字符是正则表达式中具有特殊含义的字符。
常用的元字符包括:•.:匹配除换行符以外的任意字符。
•^:匹配字符串的开头。
•$:匹配字符串的结尾。
•*:匹配前面的元素零次或多次。
•+:匹配前面的元素一次或多次。
•:匹配前面的元素零次或一次。
•{n}:匹配前面的元素恰好 n 次。
•{n,}:匹配前面的元素至少 n 次。
•{n,m}:匹配前面的元素至少 n 次、最多 m 次。
•[]:匹配方括号内的任意字符。
•():分组,将多个元素视为一个整体。
1.3 转义字符转义字符用于将元字符转义为普通字符。
正则表达式中的转义字符是反斜杠\。
例如,正则表达式\.com可以匹配以“.com” 结尾的字符串。
2. 正则表达式的应用正则表达式在各种编程语言和工具中都有广泛的应用。
2.1 验证正则表达式可以用于验证输入的数据是否符合指定的格式要求。
例如,可以使用正则表达式验证邮箱地址、手机号码、身份证号码等。
import redef validate_email(email):pattern = r'^[a-zA-Z0-9._%+-]+@[a-zA-Z0-9.-]+\.[a-zA-Z]{2,}$' if re.match(pattern, email):return Trueelse:return Falseprint(validate_email('*******************'))# Trueprint(validate_email('example')) # False2.2 提取正则表达式可以用于从文本中提取特定的信息。
正则表达式解释器实现原理1 以JavaScript正则为例 Author:tuiye@126.com 正则表达式可以用来:
(1)验证字符串是否符合指定特征,比如验证是否是合法的邮件地址。 (2)用来查找字符串,从一个长的文本中查找符合指定特征的字符串,比查找固定字符串更加灵活方便。 (3)用来替换,比普通的替换更强大。 对于一个正则表达式一般有2种方式,以JS为例 其一为使用正则表达式文字常量: var re = /^[Jj]ava[Ss]cript/i; 其二为使用RegExp构造函数: var re = new RegExp(“^[Jj]ava[Ss]cript”,”i”);
而一个正则表达式解释器主要有3部分组成,分别是解析(parse)、编译(compile)与执行(execute)。
1 解析 正则的表达式的词法与语法比较简单,基本语法如下: A)普通字符和元字符 普通字符是那些表示自身的字符,例如从a到z,A到Z,0到9等; 元字符具有特殊意义,如‘.’,表示除了‘/n’外的所有字符,其他具有此功能的有
表1 元字符 元字符 特殊意义
^ 匹配输入字符串的开始位置。要匹配 "^" 字符本身,请使用 "/^" $ 匹配输入字符串的结尾位置。要匹配 "$" 字符本身,请使用 "/$" . 匹配除了换行符(/n)以外的任意一个字符。要匹配小数点本身,请使用 "/." * 修饰匹配次数为 0 次或任意次。要匹配 "*" 字符本身,请使用 "/*" + 修饰匹配次数为至少 1 次。要匹配“+” 字符本身,请使用 “/+” ? 修饰匹配次数为 0 次或 1 次。要匹配 “?” 字符本身,请使用 “/?” = 用于前向引用或向后引用 ! 用于前向引用或向后引用 : 用于前向引用或向后引用 | 用于前向引用或向后引用 / 转义用 / 用于前向引用或向后引用 () 标记一个子表达式的开始和结束位置。要匹配小括号,请使用 “/(“和 “/)” [] 用来自定义能够匹配 „多种字符‟的表达式。要匹配中括号,请使用“/[“ 和 “/]” {} 修饰匹配次数的符号。要匹配大括号,请使用 “/{“ 和 “/}” 元数据如要表示自身,那么需要用‟/‟来辅助转义
B)字符类 单个的字符可以组成字符类,其语法为用‟[‟与‟]‟组成,例如[abcA-Z79]表示可以匹配a,b,c与A到Z,7,9的字符 其中‟-‟为连字符,表示字符的跨度。 „^‟在”[]”间也是特殊字符,表示取反 其他的特殊字符如下表: 表2 字符类中的预定义字符类 预定义字符类 特殊意义
^ 在紧跟‟[‟表示取反,表示自身要
转义 - 在字符间,表示连字符,如要表
示自身,须紧接在‟[‟或‟[^‟之后 . 小数点可以匹配除了换行符(/n)
以外的任意一个字符 /d 可以匹配任何一个 0~9 数字字
符 /D D大写,可以匹配任何一个非数
字字符 /s 可以匹配空格、制表符、换页符
等空白字符的其中任意一个 /S S大写,可以匹配任何一个空白
字符以外的字符 /w 可以匹配任何一个字母或者数
字或者下划线 /W W大写,可以匹配任何一个字母
或者数字或者下划线以外的字符 JavaScript无POSIX格式 C)限定符(重复) 限定符有2种形式,分别为‟*‟,‟+‟,‟?‟与‟ {‟与‟}‟来表示
表3 限定符 限定符 特殊意义
* 表达式尽可能的多匹配,最少可
以不匹配,相当于 {0, } + 表达式尽可能的多匹配,至少匹
配1次,相当于 {1, } ? 表达式尽可能匹配1次,也可以
不匹配,相当于 {0, 1} {m,n} 表达式尽可能重复n次,至少重
复m次:"ba{1,3}"可以匹配"ba"或"baa"或"baaa" {m} 表达式固定重m次,比如:
"/w{2}" 相当于 "/w/w" {m,} 表达式尽可能的多匹配,至少重
复m次:"/w/d{2,}"可以匹配"a12","x456"...
在正则中有贪婪与非贪婪之分,默认的情况下,正则是贪婪的 如果要把正则设置为非贪婪有2种方式,一种为设置在原先的限定符加上‟?‟就行,另一种在设置 举例说明,/.+/ 将匹配"abdddd"中的所有字符,/.+?/ 只将匹配"abdddd"中的第一个a,也就是默认的尽可能多的匹配字符,而非贪婪重复则尽可能上的匹配。
D)选择、分组和引用 选择的语法就是设置‟|‟,如a|bc,那么要么a或bc都可以匹配,如果(a|b)c则为匹配ac或bc。 如果我们在上例中设置了”()”,那么这就是分组,每个分组都可以被引用,如(a|b)c*(e|f)/1/2,/1与/2就是引用的语法,/1表示引用了(a|b),/2表示引用(e|f),以此类推。 这里要说明的是(a|b)c*(e|f)/1/2与(a|b)c*(e|f)(a|b)(e|f)乍一看两者等同,但实际上,前一个不可以匹配acebf,而后一个可以。究其原因就是引用处的配平必须与被引用处一致,此例中与之匹配的可以是aceac。
E)定位符(锚)和前向引用 定位符如下表所示
表4 定位符 限定符 特殊意义
^ 匹配输入字符串的开始位置。要匹配 "^" 字符本身 $ 匹配输入字符串的结尾位置。要匹配 "$" 字符本身 ? 表达式尽可能匹配1次,也可以
不匹配,相当于 {0, 1} /b 匹配单词边界,例如一个/w和
/W的位置,或者一个/w与字符串的开始和结尾的位置 /B 和上面的想法,匹配一个非单词
边界 如果正则表达式的匹配模式为 MULTILINE 模式,^ 可匹配一行文本的行首,$ 可匹配一行文本的行末。当 /b 被包含于字符集合中时,/b 代表退格符(ASCII码 = 8)。 除了这些预定义的定位符,还可以自定义定位符,这种类型的定位符叫做前向引用(look-ahead anchor)和后向引用(look-behind anchor,JavaScript不支持)。 前向引用使用(?=„)表示正的前向引用,(?!„)表示负的前向引用下面是一个前向引用的例子/Java(?!Script)([A-Z]/w*)/ 其中(?!Script)匹配后面不跟Script的位置,而(?=Script)匹配后面是Script的位置。
以上讲解了JavaScript的语法规则,下面我们来论述一下解析的过程。 解析的过程是语法分析(Lexical Analysis)与词法分析(Grammar Analysis)。
2 编译 编译(Compile)阶段,主要的工作就是生成字节流(Emit Byte Code)。而生成Byte Code的算法(规则)JS中就是NFA。生成的Byte Code是归于执行(Execute)时做匹配利用。各个状态即为正则中的语义(OPCODE)的表示,各个OPCODE以一定的格式与关系住成了状态机,JS中是组成NFA的状态机。 下面介绍下在流行的两种算法NFA(Nondeterministic Finite Automaton)与DFA(Deterministic Finite automaton),Perl,Python,JS等都是NFA的,而awk与grep等用的是DFA,两种算法的具体实现如下: 1)有限状态机(Finite Automation) 状态机是一个有一组不同状态的集合的系统。有一个特殊状态――它描述了系统的初始状态。而其他的一个或多个状态为终止状态;当一个事件将我们带到这样的一些状态时,状态机将退出。状态是与转换相关联的,每个转换都标注有输入事件的名称。当事件发生时,我们将随着相关的转换从当前状态移动到新的状态。 一个有限状态机包含一组状态集(states)、一个起始状态(start state)、一组输入符号集(alphabet)、一个映射输入符号和当前状态到下一状态的转换函数(transition function)的计算模型。当输入符号串,模型随即进入起始状态。它要改变到新的状态,依赖于转换函数。 假定一个输入符号(symbol),可以得到2个或者2个以上的可能状态,那么这个finite automaton就是不确定的,反之就是确定的。 一个正则可以与一个FA等同,其转化的规律如下 对于单个字符的 两个状态的连接e1e2 对于e?
对于e1|e2 对于e* 对于e+ 2)不确定有限状态机(NFA) 例如要匹配abab|abbb,其NFA的状态是
3)确定性有限状态机(DFA) 以上例子的DFA如下
其中s1-s10为各个的状态对应于NFA中的s1-s10 3 执行 1)NFA 那么一个abbb字符串的匹配过程如下: