正则表达式详细介绍(下)(3)

我们容易想到这样的正则表达式<<^(.*?,){11}P>>。这个正则表达式在正常情况下工作的很好。但是在极端情况下,如果第12个字段不是由P开头,则会发生灾难性的回溯。如要搜索的字串为“1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13”。首先,正则表达式一直成功匹配直到第12个字符。这时,前面的正则表达式消耗的字串为“1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,”,到了下一个字符,<<P>>并不匹配“12”。所以引擎进行回溯,这时正则表达式消耗的字串为“1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11”。继续下一次匹配过程,下一个正则符号为点号<<.>>,可以匹配下一个逗号“,”。然而<<,>>并不匹配字符“12”中的“1”。匹配失败,继续回溯。大家可以想象,这样的回溯组合是个非常大的数量。因此可能会造成引擎崩溃。

用于阻止这样巨大的回溯有几种方案:

一种简单的方案是尽可能的使匹配精确。用取反字符集代替点号。例如我们用如下正则表达式<<^([^,\r\n]*,){11}P>>,这样可以使失败回溯的次数下降到11次。

另一种方案是使用原子组。

原子组的目的是使正则引擎失败的更快一点。因此可以有效的阻止海量回溯。原子组的语法是<<(?>正则表达式)>>。位于(?>)之间的所有正则表达式都会被认为是一个单一的正则符号。一旦匹配失败,引擎将会回溯到原子组前面的正则表达式部分。前面的例子用原子组可以表达成<<^(?>(.*?,){11})P>>。一旦第十二个字段匹配失败,引擎回溯到原子组前面的<<^>>。

14. 向前查看与向后查看

Perl 5 引入了两个强大的正则语法:“向前查看”和“向后查看”。他们也被称作“零长度断言”。他们和锚定一样都是零长度的(所谓零长度即指该正则表达式不消耗被匹配的字符串)。不同之处在于“前后查看”会实际匹配字符,只是他们会抛弃匹配只返回匹配结果:匹配或不匹配。这就是为什么他们被称作“断言”。他们并不实际消耗字符串中的字符,而只是断言一个匹配是否可能。

几乎本文讨论的所有正则表达式的实现都支持“向前向后查看”。唯一的一个例外是Javascript只支持向前查看。

(1)肯定和否定式的向前查看

如我们前面提过的一个例子:要查找一个q,后面没有紧跟一个u。也就是说,要么q后面没有字符,要么后面的字符不是u。采用否定式向前查看后的一个解决方案为<<q(?!u)>>。否定式向前查看的语法是<<(?!查看的内容)>>。

肯定式向前查看和否定式向前查看很类似:<<(?=查看的内容)>>。

如果在“查看的内容”部分有组,也会产生一个向后引用。但是向前查看本身并不会产生向后引用,也不会被计入向后引用的编号中。这是因为向前查看本身是会被抛弃掉的,只保留匹配与否的判断结果。如果你想保留匹配的结果作为向后引用,你可以用<<(?=(regex))>>来产生一个向后引用。

(2)肯定和否定式的先后查看

向后查看和向前查看有相同的效果,只是方向相反

否定式向后查看的语法是:<<(?<!查看内容)>>

肯定式向后查看的语法是:<<(?<=查看内容)>>

我们可以看到,和向前查看相比,多了一个表示方向的左尖括号。

例:<<(?<!a)b>>将会匹配一个没有“a”作前导字符的“b”。

值得注意的是:向前查看从当前字符串位置开始对“查看”正则表达式进行匹配;向后查看则从当前字符串位置开始先后回溯一个字符,然后再开始对“查看”正则表达式进行匹配。

(3)深入正则表达式引擎内部

让我们看一个简单例子。

把正则表达式<<q(?!u)>>应用到字符串“Iraq”。正则表达式的第一个符号是<<q>>。正如我们知道的,引擎在匹配<<q>>以前会扫过整个字符串。当第四个字符“q”被匹配后,“q”后面是空字符(void)。而下一个正则符号是向前查看。引擎注意到已经进入了一个向前查看正则表达式部分。下一个正则符号是<<u>>,和空字符不匹配,从而导致向前查看里的正则表达式匹配失败。因为是一个否定式的向前查看,意味着整个向前查看结果是成功的。于是匹配结果“q”被返回了。

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