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正則表達(dá)式量詞與貪婪的使用詳解

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0.寫在前面

在上一篇文章中,我們學(xué)習(xí)了正則的一些基礎(chǔ)元字符,相信大家都已經(jīng)忘卻的差不多了,可以點(diǎn)擊上面的鏈接再溫習(xí)下。

今天我們一起來(lái)學(xué)習(xí)下正則中量詞的三種匹配模式,貪婪模式、非貪婪模式、獨(dú)占模式,這些模式會(huì)改變正則中量詞的匹配行為,是每次貪婪的匹配到更多呢,還是不貪婪見好就收呢,如果不了解這些,我們寫出的正則很可能是錯(cuò)誤的,甚至?xí)l(fā)嚴(yán)重的線上性能問題。

1.量詞

本篇文章所講的內(nèi)容和量詞關(guān)系比較密切,先回顧下:

我們還可以用 {m,n} 的方式來(lái)表示 * + ? 這3種元字符:

元字符 同義表示方法 示例
* {0,} ab*
可以匹配
a 或者 abb
+ {1,} ab+
可以匹配
ab 或者 abb
但不能匹配 a
? {0,1} ab?
可以匹配 a 或者 ab
但不能匹配 abb

2.貪婪模式前傳

在正則中,表示次數(shù)的量詞默認(rèn)是貪婪的,在貪婪模式下,會(huì)盡可能最大長(zhǎng)度的去匹配目標(biāo)字符串,我們用正則 a+a* 來(lái)匹配字符串 aaabb 測(cè)試一下。

2.1 使用 a+ 進(jìn)行匹配

可以看到只匹配到了1個(gè)結(jié)果 aaa

對(duì)應(yīng)的 Python 代碼如下:

import re

print(re.findall(r'a+', 'aaabb'))

輸出:['aaa']

2.2 使用 a* 進(jìn)行匹配

可以看到匹配到了4個(gè)結(jié)果,其中還有3個(gè)是空字符串

對(duì)應(yīng)的 Python 代碼如下:

import re

print(re.findall(r'a*', 'aaabb'))

輸出:['aaa', '', '', '']

為什么會(huì)匹配到空字符串呢?因?yàn)樾翘?hào)(*)代表匹配0到多次,匹配0次就是空字符串,那前面還有個(gè) aaa 呢,為什么 aaa 之間的空字符串沒有被匹配到?

這就引入到了我們今天要講的,貪婪模式與非貪婪模式,從字面上很好理解,貪婪模式就是盡可能多的匹配,非貪婪模式就是盡可能少的匹配。

3.貪婪模式

一起來(lái)分析下上面正則 a* 的匹配過(guò)程:

字符串 a a a b b 空字符串
下標(biāo) 0 1 2 3 4 5

匹配 開始 結(jié)束 說(shuō)明 匹配內(nèi)容
第一次 0 3 到第一個(gè)字母b發(fā)現(xiàn)不匹配,輸出aaa aaa
第二次 3 3 匹配剩下的bb,發(fā)現(xiàn)匹配不上,輸出空字符串 空字符串
第三次 4 4 匹配剩下的b,發(fā)現(xiàn)匹配不上,輸出空字符串 空字符串
第四次 5 5 匹配剩下的空字符串,輸出空字符串 空字符串

a* 在匹配字符串 aaabb 時(shí),會(huì)盡可能多的把前面的 a 都匹配上,直到第一個(gè)字母 b 不滿足要求為止,匹配上3個(gè) a,后面每次匹配的都是空字符串。

看到這里,相信你已經(jīng)對(duì)貪婪模式有了更深的印象,貪婪模式的特點(diǎn)就是盡可能進(jìn)行最大長(zhǎng)度匹配,就是有多少要多少,下面我們?cè)谝黄饋?lái)看下與它完全相反的匹配模式。

4.非貪婪模式

上面講完了貪婪模式,貪婪模式是盡可能最大長(zhǎng)度匹配,非貪婪模式就是盡可能最小長(zhǎng)度匹配,在量詞的后面加一個(gè)問號(hào)(?),就成了非貪婪模式,比如 a*?

對(duì)應(yīng)的 Python 代碼如下:

import re

// 貪婪匹配
print(re.findall(r'a*', 'aaabb'))

輸出:['aaa', '', '', '']

// 非貪婪匹配
print(re.findall(r'a*?', 'aaabb'))

輸出:['', 'a', '', 'a', '', 'a', '', '', '']

學(xué)完了貪婪模式與非貪婪模式,你可能會(huì)問,我什么情況下會(huì)用到呢,下面舉個(gè)栗子感受下:

需求是查找一段字符串中,所有雙引號(hào)括起來(lái)的內(nèi)容,上面使用貪婪匹配與非貪婪匹配的對(duì)比,差別很明顯對(duì)吧。

5.獨(dú)占模式

不管是貪婪模式,還是非貪婪模式,匹配過(guò)程中都需要發(fā)生回溯才能完成想要的功能,但是在有一些場(chǎng)景,我們不需要回溯,匹配不上直接返回失敗就可以了,因此正則匹配中還有另外一種模式,獨(dú)占模式,它和貪婪模式很像,但匹配過(guò)程中不會(huì)發(fā)生回溯,在一些使用場(chǎng)景中性能會(huì)更好。

先來(lái)講講什么是回溯,再舉個(gè)栗子,有一個(gè)正則表達(dá)式和目標(biāo)字符串,我們分別看下在三種匹配模式下都發(fā)生了什么:

5.1 貪婪匹配過(guò)程

正則表達(dá)式:ab{1,3}c

目標(biāo)字符串:abbc

在匹配時(shí),b{1,3} 會(huì)盡可能長(zhǎng)的去匹配目標(biāo)字符串,匹配完 abb 之后,因?yàn)橐M可能長(zhǎng)的匹配(3個(gè) b),目標(biāo)字符串中的c就會(huì)匹配不上,這個(gè)時(shí)候會(huì)發(fā)生向前回溯,吐出當(dāng)前字符 c,用正則中的 c 去匹配,匹配成功。

import regex

print(regex.findall(r'ab{1,3}c', 'abbc'))

輸出:['abbc']

5.2 非貪婪匹配過(guò)程

正則表達(dá)式:ab{1,3}?c

目標(biāo)字符串:abbc

在匹配時(shí),b{1,3} 會(huì)盡可能短的去匹配目標(biāo)字符串,匹配完 ab 之后,會(huì)直接用正則 c 去匹配目標(biāo)字符串剩下的 b,匹配不上,發(fā)生向前回溯,重新用正則 b{1,3} 匹配 目標(biāo)字符串剩下的 b,然后正則 c 匹配 目標(biāo)字符串剩下的 c,匹配成功。

import regex

print(regex.findall(r'ab{1,3}?c', 'abbc'))

輸出:['abbc']

5.3 獨(dú)占匹配過(guò)程

在量詞后面加上 + 就是獨(dú)占模式。

正則表達(dá)式:ab{1,2}+bc

目標(biāo)字符串:abbc

在匹配時(shí),b{1,2} 會(huì)盡可能長(zhǎng)的去匹配目標(biāo)字符串,匹配完 abb 之后,會(huì)用正則 b 匹配目標(biāo)字符串剩下的 c,匹配不上,不回溯,匹配失敗。

import regex

print(regex.findall(r'ab{1,2}+bc', 'abbc'))

輸出:[]

6.寫在最后

最后在總結(jié)下上面講到的內(nèi)容:

到這里,正則表達(dá)式的量詞與貪婪就講完了,如果有問題可以給我留言評(píng)論,謝謝。

正則表達(dá)式在線校驗(yàn)工具:https://regex101.com/

到此這篇關(guān)于正則表達(dá)式量詞與貪婪的使用詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)正則表達(dá)式 量詞與貪婪內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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