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编写高质量的js之正确理解正则表达式回溯

(编辑:jimmy 日期: 2024/11/18 浏览:3 次 )

当一个正则表达式扫描目标字符串时,从左到右逐个扫描正则表达式的组成部分,在每个位置上测试能不能找到一个匹配。对于每一个量词和分支,都必须确定如何继续进行。如果是一个量词(如*、+"htmlcode">

/h(ello|appy) hippo/.test("hello there, happy hippo");

上面一行正则表达式用于匹配“hello hippo”或“happy hippo”。测试一开始要查找一个h,目标字符串的第一个字母恰好就是h,立刻就找到了。接下来,子表达式(ello|appy)提供了两个处理选项。正则表达式选择最左边的选项(分支选择总是从左到右进行),检查ello 是否匹配字符串的下一个字符,确实匹配,然后正则表达式又匹配了后面的空格。

然而,在接下来的匹配中正则表达式“走进了死胡同”,因为hippo 中的h 不能匹配字符串中的下一个字母t。此时正则表达式还不能放弃,因为它还没有尝试过所有的选择,随后它回溯到最后一个检查点(在匹配了首字母h 之后的那个位置上)并尝试匹配第二个分支选项。但由于匹配没有成功,而且也没有更多的选项了,正则表达式认为从字符串的第一个字符开始匹配是不能成功的,因此它从第二个字符开始重新进行查找。正则表达式没有找到h,继续向后找,直到第14 个字母才找到,它匹配happy 的那个h。随后正则表达式再次进入分支过程,这次ello 未能匹配,但在回溯之后的第二次分支中,它匹配了整个字符串“happy hippo”,匹配成功了。

再如,下面代码演示了带重复量词的回溯。

var str = "<p>Para 1.</p>" +"<img src='smiley.jpg'>" +"<p>Para 2.</p>" +"<div>Div.</div>";
/<p>.*<\/p>/i.test(str);

正则表达式先匹配了字符串开始的3个字母<p>,然后是.*。点号表示匹配除换行符以外的任意字符,星号这个“贪婪”量词表示重复零次或多次,匹配尽量多的次数。因为目标字符串中没有换行符,正则表达式将匹配剩下的全部字符串!不过由于正则表达式模板中还有更多内容需要匹配,所以正则表达式尝试匹配<。由于在字符串末尾匹配不成功,因此每次回溯一个字符,继续尝试匹配<,直到正则表达式回到</div>标签的<位置。接下来尝试匹配\/(转义反斜杠),匹配成功,然后匹配p,匹配不成功。正则表达式继续回溯,重复此过程,直到第二段末尾时终于匹配了</p>。匹配返回成功需要从第一段头部一直扫描到最后一个的末尾,这可能不是我们想要的结果。

将正则表达式中的“贪婪”量词*改为“懒惰”(又名“非贪婪”)量词*"htmlcode">

/<html>[\s\S]*"\rn]*取代过于宽泛的.*"htmlcode">
/<html>(?:(?!<head>)[\s\S])*<head>(?:(?!<title>)[\s\S])*<title>

(?:(?!<\/title>)[\s\S])*<\/title>(?:(?!<\/head>)[\s\S])*<\/head>

(?:(?!<body>)[\s\S])*<body>(?:(?!<\/body>)[\s\S])*<\/body>
(?:(?!<\/html>)[\s\S])*<\/html>/

虽然这样做消除了潜在的回溯失控,并允许正则表达式在匹配不完整HTML字符串失败时的使用时间与文本长度呈线性关系,但是正则表达式的效率并没有提高。像这样为每个匹配字符进行多次前瞻,缺乏效率,而且成功匹配过程也相当慢。匹配较短字符串时使用此方法相当不错,而匹配一个HTML 文件可能需要前瞻并测试上千次。

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