第七章正则表达式编程

2017-07-25

老姚

前端技术

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第七章正则表达式编程

什么叫知识，能指导我们实践的东西才叫知识。

学习一样东西，如果不能使用，最多只能算作纸上谈兵。正则表达式的学习，也不例外。

掌握了正则表达式的语法后，下一步，也是关键的一步，就是在真实世界中使用它。

那么如何使用正则表达式呢？有哪些关键的点呢？本章就解决这个问题。

内容包括：

正则表达式的四种操作
相关API注意要点
真实案例

1. 正则表达式的四种操作

正则表达式是匹配模式，不管如何使用正则表达式，万变不离其宗，都需要先“匹配”。

有了匹配这一基本操作后，才有其他的操作：验证、切分、提取、替换。

进行任何相关操作，也需要宿主引擎相关API的配合使用。当然，在JS中，相关API也不多。

1.1 验证

验证是正则表达式最直接的应用，比如表单验证。

在说验证之前，先要说清楚匹配是什么概念。

所谓匹配，就是看目标字符串里是否有满足匹配的子串。因此，“匹配”的本质就是“查找”。

有没有匹配，是不是匹配上，判断是否的操作，即称为“验证”。

这里举一个例子，来看看如何使用相关API进行验证操作的。

比如，判断一个字符串中是否有数字。

使用search

var regex = /\d/;
var string = "abc123";
console.log( !!~string.search(regex) );
// => true

使用test

var regex = /\d/;
var string = "abc123";
console.log( regex.test(string) );
// => true

使用match

var regex = /\d/;
var string = "abc123";
console.log( !!string.match(regex) );
// => true

使用exec

var regex = /\d/;
var string = "abc123";
console.log( !!regex.exec(string) );
// => true

其中，最常用的是test。

1.2 切分

匹配上了，我们就可以进行一些操作，比如切分。

所谓“切分”，就是把目标字符串，切成一段一段的。在JS中使用的是split。

比如，目标字符串是”html,css,javascript”，按逗号来切分：

var regex = /,/;
var string = "html,css,javascript";
console.log( string.split(regex) );
// => ["html", "css", "javascript"]

又比如，如下的日期格式：

2017/06/26

2017.06.26

2017-06-26

可以使用split“切出”年月日：

var regex = /\D/;
console.log( "2017/06/26".split(regex) );
console.log( "2017.06.26".split(regex) );
console.log( "2017-06-26".split(regex) );
// => ["2017", "06", "26"]
// => ["2017", "06", "26"]
// => ["2017", "06", "26"]

1.3 提取

虽然整体匹配上了，但有时需要提取部分匹配的数据。

此时正则通常要使用分组引用（分组捕获）功能，还需要配合使用相关API。

这里，还是以日期为例，提取出年月日。注意下面正则中的括号：

match

var regex = /^(\d{4})\D(\d{2})\D(\d{2})$/;
var string = "2017-06-26";
console.log( string.match(regex) );
// =>["2017-06-26", "2017", "06", "26", index: 0, input: "2017-06-26"]

exec

var regex = /^(\d{4})\D(\d{2})\D(\d{2})$/;
var string = "2017-06-26";
console.log( regex.exec(string) );
// =>["2017-06-26", "2017", "06", "26", index: 0, input: "2017-06-26"]

test

var regex = /^(\d{4})\D(\d{2})\D(\d{2})$/;
var string = "2017-06-26";
regex.test(string);
console.log( RegExp.$1, RegExp.$2, RegExp.$3 );
// => "2017" "06" "26"

search

var regex = /^(\d{4})\D(\d{2})\D(\d{2})$/;
var string = "2017-06-26";
string.search(regex);
console.log( RegExp.$1, RegExp.$2, RegExp.$3 );
// => "2017" "06" "26"

replace

var regex = /^(\d{4})\D(\d{2})\D(\d{2})$/;
var string = "2017-06-26";
var date = [];
string.replace(regex, function(match, year, month, day) {
	date.push(year, month, day);
});
console.log(date);
// => ["2017", "06", "26"]

其中，最常用的是match。

1.4 替换

找，往往不是目的，通常下一步是为了替换。在JS中，使用replace进行替换。

比如把日期格式，从yyyy-mm-dd替换成yyyy/mm/dd：

var string = "2017-06-26";
var today = new Date( string.replace(/-/g, "/") );
console.log( today );
// => Mon Jun 26 2017 00:00:00 GMT+0800 (中国标准时间)

这里只是简单地应用了一下replace。但，replace方法是强大的，是需要重点掌握的。

2. 相关API注意要点

从上面可以看出用于正则操作的方法，共有6个，字符串实例4个，正则实例2个：

String#search

String#split

String#match

String#replace

RegExp#test

RegExp#exec

本文不打算详细地讲解它们的方方面面细节，具体可以参考《JavaScript权威指南》的第三部分。本文重点列出一些容易忽视的地方，以飨读者。

2.1 search和match的参数问题

我们知道字符串实例的那4个方法参数都支持正则和字符串。

但search和match，会把字符串转换为正则的。

var string = "2017.06.27";

console.log( string.search(".") );
// => 0
//需要修改成下列形式之一
console.log( string.search("\\.") );
console.log( string.search(/\./) );
// => 4
// => 4

console.log( string.match(".") );
// => ["2", index: 0, input: "2017.06.27"]
//需要修改成下列形式之一
console.log( string.match("\\.") );
console.log( string.match(/\./) );
// => [".", index: 4, input: "2017.06.27"]
// => [".", index: 4, input: "2017.06.27"]

console.log( string.split(".") );
// => ["2017", "06", "27"]

console.log( string.replace(".", "/") );
// => "2017/06.27"

2.2 match返回结果的格式问题

match返回结果的格式，与正则对象是否有修饰符g有关。

var string = "2017.06.27";
var regex1 = /\b(\d+)\b/;
var regex2 = /\b(\d+)\b/g;
console.log( string.match(regex1) );
console.log( string.match(regex2) );
// => ["2017", "2017", index: 0, input: "2017.06.27"]
// => ["2017", "06", "27"]

没有g，返回的是标准匹配格式，即，数组的第一个元素是整体匹配的内容，接下来是分组捕获的内容，然后是整体匹配的第一个下标，最后是输入的目标字符串。

有g，返回的是所有匹配的内容。

当没有匹配时，不管有无g，都返回null。

2.3 exec比match更强大

当正则没有g时，使用match返回的信息比较多。但是有g后，就没有关键的信息index了。

而exec方法就能解决这个问题，它能接着上一次匹配后继续匹配：

var string = "2017.06.27";
var regex2 = /\b(\d+)\b/g;
console.log( regex2.exec(string) );
console.log( regex2.lastIndex);
console.log( regex2.exec(string) );
console.log( regex2.lastIndex);
console.log( regex2.exec(string) );
console.log( regex2.lastIndex);
console.log( regex2.exec(string) );
console.log( regex2.lastIndex);
// => ["2017", "2017", index: 0, input: "2017.06.27"]
// => 4
// => ["06", "06", index: 5, input: "2017.06.27"]
// => 7
// => ["27", "27", index: 8, input: "2017.06.27"]
// => 10
// => null
// => 0

其中正则实例lastIndex属性，表示下一次匹配开始的位置。

比如第一次匹配了“2017”，开始下标是0，共4个字符，因此这次匹配结束的位置是3，下一次开始匹配的位置是4。

从上述代码看出，在使用exec时，经常需要配合使用while循环：

var string = "2017.06.27";
var regex2 = /\b(\d+)\b/g;
var result;
while ( result = regex2.exec(string) ) {
	console.log( result, regex2.lastIndex );
}
// => ["2017", "2017", index: 0, input: "2017.06.27"] 4
// => ["06", "06", index: 5, input: "2017.06.27"] 7
// => ["27", "27", index: 8, input: "2017.06.27"] 10

2.4 修饰符g，对exex和test的影响

上面提到了正则实例的lastIndex属性，表示尝试匹配时，从字符串的lastIndex位开始去匹配。

字符串的四个方法，每次匹配时，都是从0开始的，即lastIndex属性始终不变。

而正则实例的两个方法exec、test，当正则是全局匹配时，每一次匹配完成后，都会修改lastIndex。下面让我们以test为例，看看你是否会迷糊：

var regex = /a/g;
console.log( regex.test("a"), regex.lastIndex );
console.log( regex.test("aba"), regex.lastIndex );
console.log( regex.test("ababc"), regex.lastIndex );
// => true 1
// => true 3
// => false 0

注意上面代码中的第三次调用test，因为这一次尝试匹配，开始从下标lastIndex即3位置处开始查找，自然就找不到了。

如果没有g，自然都是从字符串第0个字符处开始尝试匹配：

var regex = /a/;
console.log( regex.test("a"), regex.lastIndex );
console.log( regex.test("aba"), regex.lastIndex );
console.log( regex.test("ababc"), regex.lastIndex );
// => true 0
// => true 0
// => true 0

2.5 test整体匹配时需要使用^和$

这个相对容易理解，因为test是看目标字符串中是否有子串匹配正则，即有部分匹配即可。

如果，要整体匹配，正则前后需要添加开头和结尾：

console.log( /123/.test("a123b") );
// => true
console.log( /^123$/.test("a123b") );
// => false
console.log( /^123$/.test("123") );
// => true

2.6 split相关注意事项

split方法看起来不起眼，但要注意的地方有两个的。

第一，它可以有第二个参数，表示结果数组的最大长度：

var string = "html,css,javascript";
console.log( string.split(/,/, 2) );
// =>["html", "css"]

第二，正则使用分组时，结果数组中是包含分隔符的：

var string = "html,css,javascript";
console.log( string.split(/(,)/) );
// =>["html", ",", "css", ",", "javascript"]

2.7 replace是很强大的

《JavaScript权威指南》认为exec是这6个API中最强大的，而我始终认为replace才是最强大的。因为它也能拿到该拿到的信息，然后可以假借替换之名，做些其他事情。

总体来说replace有两种使用形式，这是因为它的第二个参数，可以是字符串，也可以是函数。

当第二个参数是字符串时，如下的字符有特殊的含义：

$1,$2,…,$99匹配第1~99个分组里捕获的文本
$& 匹配到的子串文本
$` 匹配到的子串的左边文本
$' 匹配到的子串的右边文本
$$ 美元符号

例如，把”2,3,5”，变成”5=2+3”：

var result = "2,3,5".replace(/(\d+),(\d+),(\d+)/, "$3=$1+$2");
console.log(result);
// => "5=2+3"

又例如，把”2,3,5”，变成”222,333,555”:

var result = "2,3,5".replace(/(\d+)/g, "$&$&$&");
console.log(result);
// => "222,333,555"

再例如，把”2+3=5”，变成”2+3=2+3=5=5”:

var result = "2+3=5".replace(/=/, "$&$`$&$'$&");
console.log(result);
// => "2+3=2+3=5=5"

当第二个参数是函数时，我们需要注意该回调函数的参数具体是什么：

"1234 2345 3456".replace(/(\d)\d{2}(\d)/g, function(match, $1, $2, index, input) {
	console.log([match, $1, $2, index, input]);
});
// => ["1234", "1", "4", 0, "1234 2345 3456"]
// => ["2345", "2", "5", 5, "1234 2345 3456"]
// => ["3456", "3", "6", 10, "1234 2345 3456"]

此时我们可以看到replace拿到的信息，并不比exec少。

2.8 使用构造函数需要注意的问题

一般不推荐使用构造函数生成正则，而应该优先使用字面量。因为用构造函数会多写很多\。

var string = "2017-06-27 2017.06.27 2017/06/27";
var regex = /\d{4}(-|\.|\/)\d{2}\1\d{2}/g;
console.log( string.match(regex) );
// => ["2017-06-27", "2017.06.27", "2017/06/27"]

regex = new RegExp("\\d{4}(-|\\.|\\/)\\d{2}\\1\\d{2}", "g");
console.log( string.match(regex) );
// => ["2017-06-27", "2017.06.27", "2017/06/27"]

2.9 修饰符

ES5中修饰符，共3个：

g 全局匹配，即找到所有匹配的，单词是global

i 忽略字母大小写，单词ingoreCase

m 多行匹配，只影响^和$，二者变成行的概念，即行开头和行结尾。单词是multiline

当然正则对象也有相应的只读属性：

var regex = /\w/img;
console.log( regex.global );
console.log( regex.ignoreCase );
console.log( regex.multiline );
// => true
// => true
// => true

2.10 source属性

正则实例对象属性，除了global、ingnoreCase、multiline、lastIndex属性之外，还有一个source属性。

它什么时候有用呢？

比如，在构建动态的正则表达式时，可以通过查看该属性，来确认构建出的正则到底是什么：

var className = "high";
var regex = new RegExp("(^|\\s)" + className + "(\\s|$)");
console.log( regex.source )
// => (^|\s)high(\s|$) 即字符串"(^|\\s)high(\\s|$)"

2.11 构造函数属性

构造函数的静态属性基于所执行的最近一次正则操作而变化。除了是$1,…,$9之外，还有几个不太常用的属性（有兼容性问题）：

RegExp.input 最近一次目标字符串，简写成RegExp["$_"]
RegExp.lastMatch 最近一次匹配的文本，简写成RegExp["$&"]
RegExp.lastParen 最近一次捕获的文本，简写成RegExp["$+"]
RegExp.leftContext 目标字符串中lastMatch之前的文本，简写成RegExp["$“]RegExp.rightContext 目标字符串中lastMatch之后的文本，简写成RegExp[“$’”]`

测试代码如下：

var regex = /([abc])(\d)/g;
var string = "a1b2c3d4e5";
string.match(regex);

console.log( RegExp.input );
console.log( RegExp["$_"]);
// => "a1b2c3d4e5"

console.log( RegExp.lastMatch );
console.log( RegExp["$&"] );
// => "c3"

console.log( RegExp.lastParen );
console.log( RegExp["$+"] );
// => "3"

console.log( RegExp.leftContext );
console.log( RegExp["$`"] );
// => "a1b2"

console.log( RegExp.rightContext );
console.log( RegExp["$'"] );
// => "d4e5"

3. 真实案例

3.1 使用构造函数生成正则表达式

我们知道要优先使用字面量来创建正则，但有时正则表达式的主体是不确定的，此时可以使用构造函数来创建。模拟getElementsByClassName方法，就是很能说明该问题的一个例子。

这里getElementsByClassName函数的实现思路是：

比如要获取className为”high”的dom元素；
首先生成一个正则：/(^|\s)high(\s|$)/；
然后再用其逐一验证页面上的所有dom元素的类名，拿到满足匹配的元素即可。

代码如下(可以直接复制到本地查看运行效果)：

<p class="high">1111</p>
<p class="high">2222</p>
<p>3333</p>
<script>
function getElementsByClassName(className) {
	var elements = document.getElementsByTagName("*");
	var regex = new RegExp("(^|\\s)" + className + "(\\s|$)");
	var result = [];
	for (var i = 0; i < elements.length; i++) {
		var element = elements[i];
		if (regex.test(element.className)) {
			result.push(element)
		}
	}
	return result;
}
var highs = getElementsByClassName('high');
highs.forEach(function(item) {
	item.style.color = 'red';
});
</script>

3.2 使用字符串保存数据

一般情况下，我们都愿意使用数组来保存数据。但我看到有的框架中，使用的却是字符串。

使用时，仍需要把字符串切分成数组。虽然不一定用到正则，但总感觉酷酷的，这里分享如下：

var utils = {};
"Boolean|Number|String|Function|Array|Date|RegExp|Object|Error".split("|").forEach(function(item) {
	utils["is" + item] = function(obj) {
		return {}.toString.call(obj) == "[object " + item + "]";
	};
});
console.log( utils.isArray([1, 2, 3]) );
// => true

3.3 if语句中使用正则替代&&

比如，模拟ready函数，即加载完毕后再执行回调（不兼容ie的）：

var readyRE = /complete|loaded|interactive/;

function ready(callback) {
	if (readyRE.test(document.readyState) && document.body) {
		callback()
	} 
	else {
		document.addEventListener(
			'DOMContentLoaded', 
			function () {
				callback()
			},
			false
		);
	}
};
ready(function() {
	alert("加载完毕！")
});

3.4 使用强大的replace

因为replace方法比较强大，有时用它根本不是为了替换，只是拿其匹配到的信息来做文章。

这里以查询字符串（querystring）压缩技术为例，注意下面replace方法中，回调函数根本没有返回任何东西。

function compress(source) {
	var keys = {};
	source.replace(/([^=&]+)=([^&]*)/g, function(full, key, value) {
		keys[key] = (keys[key] ? keys[key] + ',' : '') + value;
	});
	var result = [];
	for (var key in keys) {
		result.push(key + '=' + keys[key]);
	}
	return result.join('&');
}

console.log( compress("a=1&b=2&a=3&b=4") );
// => "a=1,3&b=2,4"

3.5 综合运用

最后这里再做个简单实用的正则测试器。

具体效果如下：

代码，直接贴了，相信你能看得懂：

<section>
	<div id="err"></div>
	<input id="regex" placeholder="请输入正则表达式">
	<input id="text" placeholder="请输入测试文本">
	<button id="run">测试一下</button>
	<div id="result"></div>
</section>
<style>
section{
	display:flex;
	flex-direction:column;
	justify-content:space-around;
	height:300px;
	padding:0 200px;
}
section *{
	min-height:30px;
}
#err {
	color:red;
}
#result{
	line-height:30px;
}
.info {
	background:#00c5ff;
	padding:2px;
	margin:2px;
	display:inline-block;
}
</style>
<script>
(function() {
	// 获取相应dom元素
	var regexInput = document.getElementById("regex");
	var textInput = document.getElementById("text");
	var runBtn = document.getElementById("run");
	var errBox = document.getElementById("err");
	var resultBox = document.getElementById("result");
	
	// 绑定点击事件
	runBtn.onclick = function() {
		// 清除错误和结果
		errBox.innerHTML = "";
		resultBox.innerHTML = "";
		
		// 获取正则和文本
		var text = textInput.value;
		var regex = regexInput.value;
		
		if (regex == "") {
			errBox.innerHTML = "请输入正则表达式";
		} else if (text == "") {
			errBox.innerHTML = "请输入测试文本";
		} else {
			regex = createRegex(regex);
			if (!regex) return;
			var result, results = [];
			
			// 没有修饰符g的话，会死循环
			if (regex.global) {
				while(result = regex.exec(text)) {
					results.push(result);
				}
			} else {
				results.push(regex.exec(text));
			}
						
			if (results[0] == null) {
				resultBox.innerHTML = "匹配到0个结果";
				return;
			}
			
			// 倒序是有必要的
			for (var i = results.length - 1; i >= 0; i--) {
				var result = results[i];
				var match = result[0];
				var prefix = text.substr(0, result.index);
				var suffix = text.substr(result.index + match.length);
				text = prefix 
					+ '<span class="info">'
					+ match
					+ '</span>'
					+ suffix;
			}
			resultBox.innerHTML = "匹配到" + results.length + "个结果:<br>" + text;
		}
	};
	
	// 生成正则表达式，核心函数
	function createRegex(regex) {
		try {
			if (regex[0] == "/") {
				regex = regex.split("/");
				regex.shift();
				var flags = regex.pop();
				regex = regex.join("/");
				regex = new RegExp(regex, flags);
			} else {
				regex = new RegExp(regex, "g");
			}
			return regex;
		} catch(e) {
			errBox.innerHTML = "无效的正则表达式";
			return false;
		}
	}
})();
</script>

小结

相关API的注意点，本章基本上算是一网打尽了。

至于文中的例子，都是点睛之笔，没有详细解析。如有理解不透的，建议自己敲一敲。

本文作者：老姚，
原文链接：https://juejin.im/post/5965943ff265da6c30653879
版权归作者所有，转载请注明作者、原文、译者等出处信息

第七章 正则表达式编程

1. 正则表达式的四种操作

2. 相关API注意要点

3. 真实案例

小结

第七章正则表达式编程