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JavaScript 中的 RegExp 对象

概述

正则表达式(regular expression)是一种表达文本模式(即字符串结构)的方法,有点像字符串的模板,常常用来按照“给定模式”匹配文本。比如,正则表达式给出一个 Email 地址的模式,然后用它来确定一个字符串是否为 Email 地址。JavaScript 的正则表达式体系是参照 Perl 5 建立的。

新建正则表达式有两种方法:

  • 一种是使用字面量,以斜杠表示开始和结束:

    js
    var regex = /xyz/
  • 另一种是使用 RegExp 构造函数:

    js
    var regex = new RegExp('xyz')

上面两种写法是等价的,都新建了一个内容为 xyz 的正则表达式对象。它们的主要区别是,第一种方法在引擎编译代码时,就会新建正则表达式,第二种方法在运行时新建正则表达式,所以前者的效率较高。而且,前者比较便利和直观,所以实际应用中,基本上都采用字面量定义正则表达式。

RegExp 构造函数还可以接受第二个参数,表示修饰符

js
var regex = new RegExp('xyz', 'i')
// 等价于
var regex = /xyz/i

提示

在 ES5 中,RegExp 构造函数的参数有两种情况。

第一种情况是,参数是字符串,这时第二个参数表示正则表达式的修饰符(flag)。

js
var regex = new RegExp('xyz', 'i')
// 等价于
var regex = /xyz/i

第二种情况是,参数是一个正则表达式,这时会返回一个原有正则表达式的拷贝。

js
var regex = new RegExp(/xyz/i)
// 等价于
var regex = /xyz/i

但是,ES5 不允许第二种情况使用第二个参数添加修饰符,否则会报错:

js
var regex = new RegExp(/xyz/, 'i')
// Uncaught TypeError: Cannot supply flags when constructing one RegExp from another

ES6 改变了这种行为。如果 RegExp 构造函数第一个参数是一个正则对象,那么可以使用第二个参数指定修饰符。而且,返回的正则表达式会忽略原有的正则表达式的修饰符,只使用新指定的修饰符。

js
new RegExp(/abc/gi, 'i').flags
// "i"

上面代码中,原有正则对象的修饰符是 ig,它会被第二个参数 i 覆盖。

实例属性

正则对象的实例属性分为两类。

  • 一类是修饰符相关,用于了解设置了什么修饰符:

    • RegExp.prototype.ignoreCase: 返回一个布尔值,表示是否设置了 i 修饰符。
    • RegExp.prototype.global: 返回一个布尔值,表示是否设置了 g 修饰符。
    • RegExp.prototype.multiline: 返回一个布尔值,表示是否设置了 m 修饰符。
    • RegExp.prototype.sticky: ES6 新增属性。返回一个布尔值,表示是否设置了 y 修饰符。
    • RegExp.prototype.flags: ES6 新增属性。返回一个字符串,包含了已经设置的所有修饰符,按字母排序。

    以上属性都是只读的。

    js
    var r = /abc/gim
    
    r.ignoreCase // true
    r.global // true
    r.multiline // true
    r.flags // 'gim'
  • 另一类是与修饰符无关的属性,主要是下面两个:

    • RegExp.prototype.lastIndex:返回一个整数,表示下一次开始搜索的位置。该属性可读写,但是只在进行连续搜索时有意义,详细介绍请看后文。
    • RegExp.prototype.source:返回正则表达式的字符串形式(不包括反斜杠),该属性只读。
    js
    var r = /abc/gim
    
    r.lastIndex // 0
    r.source // "abc"

实例方法

test()

正则实例对象的 test() 方法返回一个布尔值,表示当前模式是否能匹配参数字符串。

js
;/cat/.test('cats and dogs') // true

上面代码验证参数字符串之中是否包含 cat,结果返回 true

如果正则表达式带有 g 修饰符,则每一次 test 方法都从上一次结束的位置开始向后匹配。

js
var r = /x/g
var s = '_x_x'

r.lastIndex // 0
r.test(s) // true

r.lastIndex // 2
r.test(s) // true

r.lastIndex // 4
r.test(s) // false

上面代码的正则表达式使用了 g 修饰符,表示是全局搜索,会有多个结果。接着,三次使用 test() 方法,每一次开始搜索的位置都是上一次匹配的后一个位置

js
var r = /x/g
var s = '_x_x'

r.lastIndex = 4
r.test(s) // false

r.lastIndex // 0
r.test(s) // true

上面代码指定从字符串的第五个位置开始搜索,这个位置为空,所以返回 false。同时,lastIndex 属性重置为 0,所以第二次执行 r.test() 会返回 true

注意

带有 g 修饰符时,正则表达式内部会记住上一次的 lastIndex 属性,这时不应该更换所要匹配的字符串,否则会有一些难以察觉的错误。

js
var r = /bb/g
r.test('bb') // true
r.test('-bb-') // false

上面代码中,由于正则表达式 r 是从上一次的 lastIndex 位置开始匹配,导致第二次执行 test() 方法时出现预期以外的结果。

lastIndex 属性只对同一个正则表达式有效,所以下面这样写是错误的:

js
var count = 0
while (/a/g.test('babaa')) count++

上面代码会导致无限循环,因为 while 循环的每次匹配条件都是一个新的正则表达式,导致 lastIndex 属性总是等于 0。

如果正则模式是一个空字符串,则匹配所有字符串。

js
new RegExp('').test('abc')
// true

exec()

正则实例对象的 exec() 方法,用来返回匹配结果。如果发现匹配,就返回一个数组,成员是匹配成功的子字符串,否则返回 null

js
var s = '_x_x'
var r1 = /x/
var r2 = /y/

r1.exec(s) // ["x"]
r2.exec(s) // null

上面代码中,正则对象 r1 匹配成功,返回一个数组,成员是匹配结果;正则对象 r2 匹配失败,返回 null

如果正则表达式包含圆括号(即含有组匹配),则返回的数组会包括多个成员。第一个成员是整个匹配成功的结果,后面的成员就是圆括号对应的匹配成功的组。也就是说,第二个成员对应第一个括号,第三个成员对应第二个括号,以此类推。整个数组的 length 属性等于组匹配的数量加 1。

js
var s = '_x_x'
var r = /_(x)/

r.exec(s) // ["_x", "x"]

上面代码的 exec() 方法,返回一个数组。第一个成员是整个匹配的结果,第二个成员是圆括号匹配的结果。

exec() 方法的返回数组还包含以下两个属性:

  • input:整个源字符串。
  • index:模式匹配成功的开始位置(从 0 开始计数)。
js
var r = /a(b+)a/
var arr = r.exec('_abbba_aba_')

arr // ["abbba", "bbb"]

arr.index // 1
arr.input // "_abbba_aba_"

上面代码中的 index 属性等于 1,是因为从源字符串的第二个位置开始匹配成功。

如果正则表达式加上 g 修饰符,则可以使用多次 exec() 方法,下一次搜索的位置从上一次匹配成功结束的位置开始。

js
var reg = /a/g
var str = 'abc_abc_abc'

var r1 = reg.exec(str)
r1 // ["a"]
r1.index // 0
reg.lastIndex // 1

var r2 = reg.exec(str)
r2 // ["a"]
r2.index // 4
reg.lastIndex // 5

var r3 = reg.exec(str)
r3 // ["a"]
r3.index // 8
reg.lastIndex // 9

var r4 = reg.exec(str)
r4 // null
reg.lastIndex // 0

上面代码连续用了四次 exec() 方法,前三次都是从上一次匹配结束的位置向后匹配。当第三次匹配结束以后,整个字符串已经达到尾部,匹配结果返回 null,正则实例对象的 lastIndex 属性也重置为 0,意味着第四次匹配将从头开始。

利用 g 修饰符允许多次匹配的特点,可以用一个循环完成全部匹配。

js
var reg = /a/g
var str = 'abc_abc_abc'

while (true) {
  var match = reg.exec(str)
  if (!match) break
  console.log('#' + match.index + ':' + match[0])
}
// #0:a
// #4:a
// #8:a

上面代码中,只要 exec() 方法不返回 null,就会一直循环下去,每次输出匹配的位置和匹配的文本。

正则实例对象的 lastIndex 属性不仅可读,还可写。设置了 g 修饰符的时候,只要手动设置了 lastIndex 的值,就会从指定位置开始匹配。

字符串实例方法

字符串的实例方法之中,有 4 种与正则表达式有关。ES6 将这 4 个方法,在语言内部全部调用 RegExp 的实例方法,从而做到所有与正则相关的方法,全都定义在 RegExp 对象上。

  • String.prototype.match 调用 RegExp.prototype[Symbol.match]:返回一个数组,成员是所有匹配的字符串。
  • String.prototype.search 调用 RegExp.prototype[Symbol.search]:按照给定的正则表达式进行搜索,返回一个整数,表示匹配开始的位置。
  • String.prototype.replace 调用 RegExp.prototype[Symbol.replace]:按照给定的正则表达式进行替换,返回替换后的字符串。
  • String.prototype.split 调用 RegExp.prototype[Symbol.split]:按照给定规则进行字符串分割,返回一个数组,包含分割后的成员。

此外,ES2020 增加了 String.prototype.matchAll() 方法,用于一次性取出所有匹配。不过,它返回的是一个遍历器(Iterator),而不是数组。

match()

字符串实例对象的 match() 方法对字符串进行正则匹配,返回匹配结果。

js
var s = '_x_x'
var r1 = /x/
var r2 = /y/

s.match(r1) // ["x"]
s.match(r2) // null

从上面代码可以看到,字符串的 match() 方法与正则对象的 exec() 方法非常类似:匹配成功返回一个数组,匹配失败返回 null

如果正则表达式带有 g 修饰符,则该方法与正则对象的 exec() 方法行为不同,会一次性返回所有匹配成功的结果。

js
var s = 'abba'
var r = /a/g

s.match(r) // ["a", "a"]
r.exec(s) // ["a"]

设置正则表达式的 lastIndex 属性,对 match 方法无效,匹配总是从字符串的第一个字符开始。

js
var r = /a|b/g
r.lastIndex = 7
'xaxb'.match(r) // ['a', 'b']
r.lastIndex // 0

matchAll()

如果一个正则表达式在字符串里面有多个匹配,一般使用 g 修饰符或 y 修饰符,在循环里面逐一取出。

js
var regex = /t(e)(st(\d?))/g
var string = 'test1test2test3'

var matches = []
var match
while ((match = regex.exec(string))) {
  matches.push(match)
}

matches
// [
//   ["test1", "e", "st1", "1", index: 0, input: "test1test2test3"],
//   ["test2", "e", "st2", "2", index: 5, input: "test1test2test3"],
//   ["test3", "e", "st3", "3", index: 10, input: "test1test2test3"]
// ]

ES2020 增加了 String.prototype.matchAll() 方法,可以一次性取出所有匹配。不过,它返回的是一个遍历器(Iterator),而不是数组。

注意

该方法应始终和 g 修饰符一起使用,否则报错。

js
const string = 'test1test2test3'
const regex = /t(e)(st(\d?))/g

for (const match of string.matchAll(regex)) {
  console.log(match)
}
// ["test1", "e", "st1", "1", index: 0, input: "test1test2test3"]
// ["test2", "e", "st2", "2", index: 5, input: "test1test2test3"]
// ["test3", "e", "st3", "3", index: 10, input: "test1test2test3"]

上面代码中,由于 matchAll() 返回的是一个遍历器,所以可以使用 for...of 循环取出。相对于返回数组,返回遍历器的好处在于,如果匹配结果是一个很大的数组,那么遍历器比较节省资源。

遍历器转为数组是非常简单的,使用 ... 运算符或 Array.from() 方法就可以了:

js
// 转为数组的方法一
;[...string.matchAll(regex)]

// 转为数组的方法二
Array.from(string.matchAll(regex))

字符串对象的 search() 方法,返回第一个满足条件的匹配结果在整个字符串中的位置。如果没有任何匹配,则返回 -1

js
'_x_x'.search(/x/)
// 1

上面代码中,第一个匹配结果出现在字符串的 1 号位置。

replace()

字符串对象的 replace() 方法可以替换匹配的值。它接受两个参数,第一个是正则表达式,表示搜索模式,第二个是替换的内容:

js
str.replace(search, replacement)

正则表达式如果不加 g 修饰符,就替换第一个匹配成功的值,否则替换所有匹配成功的值。

js
'aaa'.replace('a', 'b') // "baa"
'aaa'.replace(/a/, 'b') // "baa"
'aaa'.replace(/a/g, 'b') // "bbb"

上面代码中,最后一个正则表达式使用了 g 修饰符,导致所有的 a 都被替换掉了。

replace() 方法的一个应用,就是消除字符串首尾两端的空格:

js
var str = '  #id div.class  '

str.replace(/^\s+|\s+$/g, '')
// "#id div.class"

replace() 方法的第二个参数可以使用美元符号 $,用来指代所替换的内容:

  • $&:匹配的子字符串。
  • $`:匹配结果前面的文本。
  • $':匹配结果后面的文本。
  • $n:匹配成功的第 n 组内容,n 是从 1 开始的自然数。
  • $$:指代美元符号 $
js
'hello world'.replace(/(\w+)\s(\w+)/, '$2 $1')
// "world hello"

'abc'.replace('b', "[$`-$&-$']")
// "a[a-b-c]c"

上面代码中,第一个例子是将匹配的组互换位置,第二个例子是改写匹配的值。

replace() 方法的第二个参数还可以是一个函数,将每一个匹配内容替换为函数返回值。

js
'3 and 5'.replace(/[0-9]+/g, function (match) {
  return 2 * match
})
// "6 and 10"

var a = 'The quick brown fox jumped over the lazy dog.'
var pattern = /quick|brown|lazy/gi

a.replace(pattern, function replacer(match) {
  return match.toUpperCase()
})
// The QUICK BROWN fox jumped over the LAZY dog.

作为 replace() 方法第二个参数的替换函数,可以接受多个参数。其中,第一个参数是捕捉到的内容,第二个参数是捕捉到的组匹配(有多少个组匹配,就有多少个对应的参数)。此外,最后还可以添加两个参数,倒数第二个参数是捕捉到的内容在整个字符串中的位置(比如从第五个位置开始),最后一个参数是原字符串。

下面是一个网页模板替换的例子:

js
var prices = {
  p1: '$1.99',
  p2: '$9.99',
  p3: '$5.00'
}

var template =
  '<span id="p1"></span>' + '<span id="p2"></span>' + '<span id="p3"></span>'

template.replace(
  /(<span id=")(.*?)(">)(<\/span>)/g,
  function (match, $1, $2, $3, $4) {
    return $1 + $2 + $3 + prices[$2] + $4
  }
)
// "<span id="p1">$1.99</span><span id="p2">$9.99</span><span id="p3">$5.00</span>"

上面代码的捕捉模式中,有四个括号,所以会产生四个组匹配,在匹配函数中用 $1$4 表示。匹配函数的作用是将价格插入模板中。

split()

字符串对象的 split() 方法按照正则规则分割字符串,返回一个由分割后的各个部分组成的数组。

js
str.split(separator, [limit])

该方法接受两个参数,第一个参数是正则表达式,表示分隔规则,第二个参数是返回数组的最大成员数。

js
// 非正则分隔
'a,  b,c, d'.split(',')
// [ 'a', '  b', 'c', ' d' ]

// 正则分隔,去除多余的空格
'a,  b,c, d'.split(/, */)
// [ 'a', 'b', 'c', 'd' ]

// 指定返回数组的最大成员
'a,  b,c, d'.split(/, */, 2)[('a', 'b')]

上面代码使用正则表达式,去除了子字符串的逗号后面的空格。

js
// 例一
'aaa*a*'.split(/a*/)
// [ '', '*', '*' ]

// 例二
'aaa**a*'.split(/a*/)
// ["", "*", "*", "*"]

上面代码的分割规则是 0 此或多次的 a,由于正则默认是贪婪匹配,所以例一的第一个分隔符是 aaa,第二个分隔符是 a,将字符串分成三个部分,包含开始处的空字符串。例二的第一个分隔符是 aaa,第二个分隔符是 0 个 a(即空字符串),第三个分隔符是 a,所以将字符串分成四个部分。

如果正则表达式带有括号,则括号匹配的部分也会作为数组成员返回。

js
'aaa*a*'.split(/(a*)/)
// [ '', 'aaa', '*', 'a', '*' ]

上面代码的正则表达式使用了括号,第一个组匹配是 aaa,第二个组匹配是 a,它们都作为数组成员返回。

匹配规则

字面量字符

大部分字符在正则表达式中,就是字面的含义,比如 /a/ 匹配 a/b/ 匹配 b。如果在正则表达式之中,某个字符只表示它字面的含义,那么它们就叫做“字面量字符”(literarl characters)。

js
;/dog/.test('old dog') // true

上面代码中正则表达式的 dog,就是字面量字符,所以 /dog/ 匹配 old dog,因为它就表示 dog 三个字母连在一起。

元字符

除了字面量字符以外,还有一部分字符有特殊含义,不代表字面的意思。它们叫做“元字符”(metacharacters),主要有以下几个:

  1. 点字符(.

    点字符(.)匹配除回车(\r)、换行(\n)、行分隔符(\u2028)和段分隔符(\u2029)以外的所有字符。

    js
    ;/c.t/

    上面代码中,c.t 匹配 ct 之间包含任意一个字符的情况,只要这三个字符在同一行,比如 catc2tc-t 等等,但是不匹配 coot

    注意

    对于码点大于 0xFFFF 的字符,点字符不能正确匹配,会认为这是两个字符。

  2. 位置字符(^$

    位置字符用来提示字符所处的位置,主要有两个字符:^ 表示字符串的开始位置;$ 表示字符串的结束位置。

    js
    // test必须出现在开始位置
    /^test/.test('test123') // true
    
    // test必须出现在结束位置
    /test$/.test('new test') // true
    
    // 从开始位置到结束位置只有test
    /^test$/.test('test') // true
    /^test$/.test('test test') // false
  3. 选择符(|

    竖线符号(|)在正则表达式中表示“或关系”(OR),即 cat|dog 表示匹配 catdog

    js
    ;/11|22/.test('911') // true

    上面代码中,正则表达式指定必须匹配 1122

    多个选择符可以联合使用:

    js
    // 匹配fred、barney、betty之中的一个
    ;/fred|barney|betty/

    选择符会包括它前后的多个字符,比如 /ab|cd/ 指的是匹配 ab 或者 cd,而不是匹配 b 或者 c。如果想修改这个行为,可以使用圆括号:

    js
    ;/a( |\t)b/.test('a\tb') // true

    上面代码指的是,ab 之间有一个空格或者一个制表符。

其他的元字符还包括 \*+?()[]{} 等,将在下文解释。

转义符

正则表达式中那些有特殊含义的元字符,如果要匹配它们本身,就需要在它们前面加上反斜杠 \。比如要匹配 +,就要写成 \+

js
/1+1/.test('1+1')
// false

/1\+1/.test('1+1')
// true

上面代码中,第一个正则表达式之所以不匹配,因为加号是元字符,不代表自身。第二个正则表达式使用反斜杠对加号转义,就能匹配成功。

正则表达式中,需要反斜杠转义的,一共有 12 个字符:^.[$()|*+?{\

注意

如果使用 RegExp 方法生成正则对象,转义需要使用两个斜杠,因为字符串内部会先转义一次。

js
new RegExp('1+1')
  .test('1+1')(
    // false

    new RegExp('1\\+1')
  )
  .test('1+1')
// true

上面代码中,RegExp 作为构造函数,参数是一个字符串。但是,在字符串内部,反斜杠也是转义字符,所以它会先被反斜杠转义一次,然后再被正则表达式转义一次,因此需要两个反斜杠转义。

特殊字符

正则表达式对一些不能打印的特殊字符,提供了表达方法:

  • \cX 表示 Ctrl-[X],其中的 X 是 A-Z 之中任一个英文字母,用来匹配控制字符。
  • [\b] 匹配退格键,不要与 \b 混淆。
  • \n 匹配换行键。
  • \r 匹配回车键。
  • \t 匹配制表符 tab。
  • \v 匹配垂直制表符。
  • \f 匹配换页符。
  • \0 匹配 null 字符。
  • \zhh 匹配一个以两位十六进制数表示的字符(\x00 ~ \xFF)。
  • \uhhhh 匹配一个以四位十六进制数表示的 Unicode 字符(\u0000 ~ \uFFFF)。

字符类

字符类(class)表示有一系列字符可供选择,只要匹配其中一个就可以了。

所有可供选择的字符都放在方括号内,比如 [xyz] 表示 xyz 之中任选一个匹配。

js
/[abc]/.test('hello world') // false
/[abc]/.test('apple') // true

有两个字符在字符类中有特殊含义:

  1. 脱字符(^

    如果方括号内的第一个字符是 ^,则表示除了字符类之中的字符,其他字符都可以匹配。比如,[^xyz] 表示除了 xyz 之外都可以匹配。

    js
    /[^abc]/.test('bbc news') // true
    /[^abc]/.test('bbc') // false

    如果方括号内没有其他字符,即只有 [^],就表示匹配一切字符,其中包括换行符。相比之下,点号作为元字符是不包括换行符的。

    js
    var s = 'Please yes\nmake my day!'
    
    s.match(/yes.*day/) // null
    s.match(/yes[^]*day/) // [ 'yes\nmake my day']
  2. 连字符(-

    某些情况下,对于连续序列的字符,连字符(-)用来提供简写形式,表示字符的连续范围。比如,[abc] 可以写成 [a-c][0123456789] 可以写成 [0-9],同理,[A-Z] 表示 26 个大写字母。

    js
    /a-z/.test('b') // false
    /[a-z]/.test('b') // true

    上面代码中,当连字符(dash)不出现在方括号之中,就不具备简写的作用,只代表字面的含义,所以不匹配字符 b。只有当连字符用在方括号之中,才表示连续的字符序列。

    以下都是合法的字符类简写形式:

    js
    [0-9.,]
    [0-9a-fA-F]
    [a-zA-Z0-9-]
    [1-31]

    需要注意的是,上面最后一个字符类 [1-31],不代表 1 到 31,只代表 1 到 3。

    连字符还可以用来指定 Unicode 字符的范围:

    js
    var str = '\u0130\u0131\u0132'
    ;/[\u0128-\uFFFF]/.test(str)
    // true

    注意

    不要过分使用连字符,设定一个很大的范围,否则很可能选中意料之外的字符。最典型的例子就是 [A-z],表面上它是选中从大写的 A 到小写的 z 之间 52 个字母,但是由于在 ASCII 编码之中,大写字母与小写字母之间还有其他字符,结果就会出现意料之外的结果。

    js
    ;/[A-z]/.test('\\') // true

    上面代码中,由于反斜杠的 ASCII 码在大写字母与小写字母之间,结果会被选中。

预定义模式

预定义模式指的是某些常见模式的简写方式:

  • \d 匹配 0-9 之间的任一数字,相当于 [0-9]
  • \D 匹配所有 0-9 之外的字符,相当于 [^0-9]
  • \w 匹配任意的字母、数字和下划线,相当于 [A-Za-z0-9_]
  • \W 除所有字母、数字和下划线以外的字符,相当于 [^A-Za-z0-9_]
  • \s 匹配空格(包括换行符、制表符、空格符等),相当于 [ \t\r\n\v\f]
  • \S 匹配非空格的字符,相当于 [^ \t\r\n\v\f]
  • \b 匹配词的边界。
  • \B 匹配非词的边界,即在词的内部。

下面是一些例子:

js
// \s 的例子
/\s\w*/.exec('hello world') // [" world"]

// \b 的例子
/\bworld/.test('hello world') // true
/\bworld/.test('hello-world') // true
/\bworld/.test('helloworld') // false

// \B 的例子
/\Bworld/.test('hello-world') // false
/\Bworld/.test('helloworld') // true

上面代码中,\s 表示空格,所以匹配结果会包括空格。\b 表示词的边界,所以 world 的词首必须独立(词尾是否独立未指定),才会匹配。同理,\B 表示非词的边界,只有 world 的词首不独立,才会匹配。

通常,正则表达式遇到换行符(\n)就会停止匹配。

js
var html = '<b>Hello</b>\n<i>world!</i>'

;/.*/.exec(html)[0]
// "<b>Hello</b>"

上面代码中,字符串 html 包含一个换行符,结果点字符不匹配换行符,导致匹配结果可能不符合原意。这时使用 /s 字符类,就能包括换行符。

js
var html = '<b>Hello</b>\n<i>world!</i>'

;/[\S\s]*/.exec(html)[0]
// "<b>Hello</b>\n<i>world!</i>"

上面代码中,[\S\s] 指代一切字符。

重复类

模式的精确匹配次数,使用大括号({})表示。{n} 表示恰好重复 n 次,{n,} 表示至少重复 n 次,{n,m} 表示重复不少于 n 次,不多于 m 次。

js
/lo{2}k/.test('look') // true
/lo{2,5}k/.test('looook') // true

量词类

量词符用来设定某个模式出现的次数:

  • ? 问号表示某个模式出现 0 次或 1 次,等同于 {0,1}
  • * 星号表示某个模式出现 0 次或多次,等同于 {0,}
  • + 加号表示某个模式出现 1 次或多次,等同于 {1,}
js
// t 出现0次或1次
/t?est/.test('test') // true
/t?est/.test('est') // true

// t 出现1次或多次
/t+est/.test('test') // true
/t+est/.test('ttest') // true
/t+est/.test('est') // false

// t 出现0次或多次
/t*est/.test('test') // true
/t*est/.test('ttest') // true
/t*est/.test('tttest') // true
/t*est/.test('est') // true

贪婪模式

上一小节的三个量词,默认情况下都是最大可能匹配,即匹配到下一个字符不满足匹配规则为止,这被称为贪婪模式。

js
var s = 'aaa'
s.match(/a+/) // ["aaa"]

上面代码中,模式是 /a+/,表示匹配 1 个或多个 a,那么到底会匹配几个呢?因为默认是贪婪模式,会一直匹配到 a 不出现位置,所以匹配结果是 3 个 a

除了贪婪模式,还有非贪婪模式,即最小可能匹配。只要一发现匹配,就返回结果,不要往下检查。如果想将贪婪模式改为非贪婪模式,可以在量词符后面加一个问号。

js
var s = 'aaa'
s.match(/a+?/) // ["a"]

上面例子中,模式结尾添加了一个问号 /a+?/,这时就改为非贪婪模式,一旦条件满足,就不再往下匹配,+? 表示只要发现一个 a,就不再往下匹配了。

除了非贪婪模式的加号(+?),还有非贪婪模式的星号(*?)和非贪婪模式的问号(??)。

js
'abb'.match(/ab*/) // ["abb"]
'abb'.match(/ab*?/) // ["a"]

'abb'.match(/ab?/) // ["ab"]
'abb'.match(/ab??/) // ["a"]

上面例子中,/ab*/ 表示如果 a 后面有多个 b,那么匹配尽可能多的 b/ab*?/ 表示匹配尽可能少的 b,也就是 0 个 b

修饰符

修饰符(modifier)表示模式的附加规则,放在正则模式的尾部。

修饰符可以单个使用,也可以多个一起使用:

js
// 单个修饰符
var regex = /test/i

// 多个修饰符
var regex = /test/gi
  1. g 修饰符

    默认情况下,第一次匹配成功后,正则对象就停止向下匹配了。g 修饰符表示全局匹配(global),加上它以后,正则对象将匹配全部符合条件的结果,主要用于搜索和替换。

    js
    var regex = /b/
    var str = 'abba'
    
    regex.test(str) // true
    regex.test(str) // true
    regex.test(str) // true

    上面代码中,正则模式不含 g 修饰符,每次都是从字符串头部开始匹配。所以,连续做了三次匹配,都返回 true

    js
    var regex = /b/g
    var str = 'abba'
    
    regex.test(str) // true
    regex.test(str) // true
    regex.test(str) // false

    上面代码中,正则模式含有 g 修饰符,每次都是从上一次匹配成功处,开始向后匹配。因为字符串 abba 只有两个 b,所以前两次匹配结果为 true,第三次匹配结果为 false

  2. y 修饰符

    ES6 为正则表达式添加了 y 修饰符,叫做“粘连”(sticky)修饰符。

    y 修饰符的作用域 g 修饰符类似,也是全局匹配,后一次匹配都从上一次匹配成功的下一个位置开始。不同之处在于,g 修饰符只要剩余位置中存在匹配就可以,而 y 修饰符确保匹配必须从剩余的第一个位置开始,这也就是“粘连”的含义。

    js
    var s = 'aaa_aa_a'
    var r1 = /a+/g
    var r2 = /a+/y
    
    r1.exec(s) // ["aaa"]
    r2.exec(s) // ["aaa"]
    
    r1.exec(s) // ["aa"]
    r2.exec(s) // null

    上面代码中有两个正则表达式,一个使用 g 修饰符,另一个使用 y 修饰符。这两个正则表达式各执行了两次,第一次执行的时候,两者行为相同,剩余字符串都是 _aa_a。由于 g 修饰符没有位置要求,所以第二次执行返回结果,而 y 修饰符要求匹配必须从头部开始,所以返回 null

    y 修饰符同样遵守 lastIndex 属性,但是要求必须在 lastIndex 指定的位置发现匹配:

    js
    const REGEX = /a/y
    
    // 指定从2号位置开始匹配
    REGEX.lastIndex = 2
    
    // 不是粘连,匹配失败
    REGEX.exec('xaya') // null
    
    // 指定从3号位置开始匹配
    REGEX.lastIndex = 3
    
    // 3号位置是粘连,匹配成功
    const match = REGEX.exec('xaya')
    match.index // 3
    REGEX.lastIndex // 4

    实际上,y 修饰符隐含了头部匹配的标志 ^

    js
    ;/b/y.exec('aba')
    // null

    上面代码由于不能保证头部匹配,所以返回 nully 修饰符的设计本意,就是让头部匹配的标志 ^ 在全局匹配中都有效。

    下面是字符串对象的 replace() 方法的例子:

    js
    const REGEX = /a/gy
    'aaxa'.replace(REGEX, '-') // '--xa'

    上面代码中,最后一个 a 因为不是出现在下一次匹配的头部,所以不会被替换。

    单单一个 y 修饰符对 match() 方法,只能返回第一个匹配,必须与 g 修饰符联用,才能返回所有匹配。

    js
    'a1a2a3'.match(/a\d/y) // ["a1"]
    a1a2a3'.match(/a\d/gy) // ["a1", "a2", "a3"]

    y 修饰符的一个应用,是从字符串提取 token(词元),y 修饰符确保了匹配之间不会有漏掉的字符。

    js
    const TOKEN_Y = /\s*(\+|[0-9]+)\s*/y
    const TOKEN_G = /\s*(\+|[0-9]+)\s*/g
    
    tokenize(TOKEN_Y, '3 + 4')
    // [ '3', '+', '4' ]
    tokenize(TOKEN_G, '3 + 4')
    // [ '3', '+', '4' ]
    
    function tokenize(TOKEN_REGEX, str) {
      let result = []
      let match
      while ((match = TOKEN_REGEX.exec(str))) {
        result.push(match[1])
      }
      return result
    }

    上面代码中,如果字符串里没有非法字符,y 修饰符与 g 修饰符的提取结果是一样的。但是,一旦出现非法字符,两者的行为就不一样了。

    js
    tokenize(TOKEN_Y, '3x + 4')
    // [ '3' ]
    tokenize(TOKEN_G, '3x + 4')
    // [ '3', '+', '4' ]

    上面代码中,g 修饰符会忽略非法字符,而 y 修饰符不会,这样就很容易发现错误。

  3. i 修饰符

    默认情况下,正则队形区分字母的大小写,加上 i 修饰符以后表示忽略大小写(ignoreCase)。

    js
    ;/abc/.test('ABC') // false
    ;/abc/i.test('ABC') // true
  4. m 修饰符

    m 修饰符表示多行模式(multiline),会修改 ^$ 的行为。默认情况下(即不加 m 修饰符时),^$ 匹配字符串的开始处和结尾处,加上 m 修饰符以后,^$ 还会匹配行首和行尾,即 ^$ 会识别换行符(\n)。

    js
    ;/world$/.test('hello world\n') // false
    ;/world$/m.test('hello world\n') // true

    上面代码中,字符串结尾处有一个换行符。如果不加 m 修饰符,匹配不成功,因为字符串的结尾不是 world;加上以后,$ 可以匹配行尾。

    js
    ;/^b/m.test('a\nb') // true

    上面代码要求匹配行首的 b,如果不加 m 修饰符,就相当于 b 只能处在字符串的开始处。加上 m 修饰符以后,换行符 \n 也会被认为是一行的开始。

组匹配

  1. 概述

    正则表达式的括号表示分组匹配,括号中的模式可以用来匹配分组的内容。

    js
    ;/fred+/.test('fredd') // true
    ;/(fred)+/.test('fredfred') // true

    上面代码中,第一个模式没有括号,结果 + 只表示重复字母 d,第二个模式有括号,结果 + 就表示匹配 fred 这个词。

    下面是另外一个分组捕获的例子:

    js
    var m = 'abcabc'.match(/(.)b(.)/)
    m
    // ['abc', 'a', 'c']

    上面代码中,正则表达式 /(.)b(.)/ 一共使用两个括号,第一个括号捕获 a,第二个括号捕获 c

    注意

    使用组匹配时,不宜同时使用 g 修饰符,否则 match 方法不会捕获分组的内容。

    js
    var m = 'abcabc'.match(/(.)b(.)/g)
    m // ['abc', 'abc']

    上面代码使用带 g 修饰符的正则表达式,结果 match 方法只捕获了匹配整个表达式的部分。这时必须使用正则表达式的 exec 方法,配合循环,才能读到每一轮匹配的组捕获。

    js
    var str = 'abcabc'
    var reg = /(.)b(.)/g
    while (true) {
      var result = reg.exec(str)
      if (!result) break
      console.log(result)
    }
    // ["abc", "a", "c"]
    // ["abc", "a", "c"]

    正则表达式内部,还可以用 \n 引用括号匹配的内容,n 是从 1 开始的自然数,表示对应顺序的括号。

    js
    ;/(.)b(.)\1b\2/.test('abcabc')
    // true

    上面的代码中,\1 表示第一个括号匹配的内容(即 a),\2 表示第二个括号匹配的内容(即 c)。

    下面是另一个例子:

    js
    ;/y(..)(.)\2\1/.test('yabccab') // true

    括号还可以嵌套:

    js
    ;/y((..)\2)\1/.test('yabababab') // true

    上面代码中,\1 指向外层括号,\2 指向内层括号。

    组匹配非常有用,下面是一个匹配网页标签的例子:

    js
    var tagName = /<([^>]+)>[^<]*<\/\1>/
    
    tagName.exec('<b>bold</b>')[1]
    // 'b'

    上面代码中,圆括号匹配尖括号之中的标签,而 \1 就表示对应的闭合标签。

    上面代码略加修改,就能捕获带有属性的标签。

    js
    var html = '<b class="hello">Hello</b><i>world</i>'
    var tag = /<(\w+)([^>]*)>(.*?)<\/\1>/g
    
    var match = tag.exec(html)
    
    match[1] // "b"
    match[2] // " class="hello""
    match[3] // "Hello"
    
    match = tag.exec(html)
    
    match[1] // "i"
    match[2] // ""
    match[3] // "world"
  2. 非捕获组

    (?:x) 称为非捕获组(Non-capturing group),表示不返回该组匹配的内容,即匹配的结果中不计入这个括号。

    非捕获组的作用请考虑这样一个场景,假定需要匹配 foo 或者 foofoo,正则表达式就应该写成 /(foo){1,2}/,但是这样会占用一个组匹配。这时,就可以使用非捕获组,将正则表达式改为 /(?:foo){1,2}/,它的的作用与前一个正则是一样的,但是不会单独输出括号内部的内容。

    请看下面的例子:

    js
    var m = 'abc'.match(/(?:.)b(.)/)
    m // ["abc", "c"]

    上面代码中的模式,一共使用了两个括号。其中第一个括号是非捕获组,所以最后返回的结果中没有第一个括号,只有第二个括号匹配的内容。

    下面是用来分解网址的正则表达式:

    js
    // 正常匹配
    var url = /(http|ftp):\/\/([^/\r\n]+)(\/[^\r\n]*)?/
    
    url.exec('http://google.com/')
    // ["http://google.com/", "http", "google.com", "/"]
    
    // 非捕获组匹配
    var url = /(?:http|ftp):\/\/([^/\r\n]+)(\/[^\r\n]*)?/
    
    url.exec('http://google.com/')
    // ["http://google.com/", "google.com", "/"]

    上面的代码中,前一个正则表达式是正常匹配,第一个圆括号返回网络协议;后一个正则表达式是非捕获组,返回结果中不包括网络协议。

  3. 先行断言

    x(?=y) 称为先行断言(Positive look-ahead),x 只有在 y 前面才匹配,y 不会被计入返回结果。比如,要匹配后面跟着百分号的数字,可以写成 /\d+(?=%)/

    “先行断言”中,括号里的部分是不会返回的。

    js
    var m = 'abc'.match(/b(?=c)/)
    m // ["b"]

    上面的代码使用了先行断言,bc 前面所以被匹配,但是括号对应的 c 不会被返回。

    x(?!y) 称为先行否定断言(Negative look-ahead),x 只有不在 y 前面才匹配,y 不会被计入返回结果。比如,要匹配后面跟的不是百分号的数字,就要写成 /\d+(?!%)/

    js
    ;/\d+(?!\.)/.exec('3.14')
    // ["14"]

    上面代码中,正则表达式指定,只有不在小数点前面的数字才会被匹配,因此返回的结果就是 14

    “先行否定断言”中,括号里的部分是不会返回的。

    js
    var m = 'abd'.match(/b(?!c)/)
    m // ['b']

    上面的代码使用了先行否定断言,b 不在 c 前面所以被匹配,而且括号对应的 d 不会被返回。

  4. 后行断言

    ES2018 引入后行断言,与先行断言相反,x 只有在 y 后面才匹配,必须写成 /(?<=y)x/。比如,只匹配美元符号之后的数字,要写成 /(?<\$)\d+/。“后行否定断言”则与“先行否定断言”相反,x 只有不在 y 后面才匹配,必须写成 /(?<!y)x/。比如,只匹配不在美元符号后面的数字,要写成 /(?<!\$)\d+/

    js
    /(?<=\$)\d+/.exec('Benjamin Franklin is on the $100 bill')  // ["100"]
    /(?<!\$)\d+/.exec('it’s worth about €90')                   // ["90"]

    上面例子中,“后行断言”的括号之中的部分((?<=\$)),也是不计入返回结果。

    下面的例子是使用后行断言进行字符串替换:

    js
    const RE_DOLLAR_PREFIX = /(?<=\$)foo/g
    '$foo %foo foo'.replace(RE_DOLLAR_PREFIX, 'bar')
    // '$bar %foo foo'

    上面代码表示,只有在美元符号后面的 foo 才会被替换。

    注意

    “后行断言”的实现,需要先匹配 /(?<=y)x/x,然后再回到左边,匹配 y 的部分。这种“先右后左”的执行顺序,与所有其他正则操作相反,导致了一些不符合预期的行为。

    首先,后行断言的组匹配,与正常情况下结果是不一样的。

    js
    /(?<=(\d+)(\d+))$/.exec('1053') // ["", "1", "053"]
    /^(\d+)(\d+)$/.exec('1053') // ["1053", "105", "3"]

    上面代码中,需要捕捉两个组匹配。没有后行断言时,第一个括号是贪婪模式,第二个括号只能捕获一个字符,所以结果是 1053。而后行断言时,由于执行顺序是从右到左,第二个括号是贪婪模式,第一个括号只能捕获一个字符,所以结果是 1053

    其次,后行断言的反斜杠引用,也与通常的顺序相反,必须在对应的那个括号之前。

    js
    /(?<=(o)d\1)r/.exec('hodor')  // null
    /(?<=\1d(o))r/.exec('hodor')  // ["r", "o"]

    上面代码中,如果后行断言的反括号引用(\1)放在括号的后面,就不会得到匹配结果,必须放在前面才可以。因为后行断言是先从左到右扫描,发现匹配以后再回过头,从右到左完成反斜杠引用。

具名组匹配

组匹配的一个问题是,每一组的匹配含义不容易看出来,而且只能用数字序号引用,要是组的顺序变了,引用的时候就必须修改序号。

ES2018 引入了具名组匹配(Named Capture Groups),允许为每一个组匹配指定一个名字,既便于阅读代码,又便于引用。

js
const RE_DATE = /(?<year>\d{4})-(?<month>\d{2})-(?<day>\d{2})/

const matchObj = RE_DATE.exec('1999-12-31')
const year = matchObj.groups.year // "1999"
const month = matchObj.groups.month // "12"
const day = matchObj.groups.day // "31"

上面代码中,具名组匹配放在圆括号内部,模式的头部添加“问号 + 尖括号 + 组名”(?<year>),然后就可以在 exec 方法返回结果的 groups 属性上引用该组名。同时,数字序号(matchObj[1])依然有效。

具名组匹配等于为每一组匹配加上了 ID,便于描述匹配的目的。如果组的顺序变了,也不用改变匹配后的处理代码。

如果具名组没有匹配,那么对应的 groups 对象属性会是 undefined

js
const RE_OPT_A = /^(?<as>a+)?$/
const matchObj = RE_OPT_A.exec('')

matchObj.groups.as // undefined
'as' in matchObj.groups // true

上面代码中,具名组 as 没有找到匹配,那么 matchObj.groups.as 属性值就是 undefined,并且 as 这个键名在 groups 是始终存在的。

有了具名组匹配以后,可以使用解构赋值直接从匹配结果上为变量赋值:

js
let {
  groups: { one, two }
} = /^(?<one>.*):(?<two>.*)$/u.exec('foo:bar')
one // foo
two // bar

字符串替换时,使用 $<组名> 引用具名组:

js
let re = /(?<year>\d{4})-(?<month>\d{2})-(?<day>\d{2})/u

'2015-01-02'.replace(re, '$<day>/$<month>/$<year>')
// '02/01/2015'

上面代码中,replace 方法的第二个参数是一个字符串,而不是正则表达式。

replace 方法的第二个参数也可以是函数,该函数的参数序列如下:

js
'2015-01-02'.replace(
  re,
  (
    matched, // 整个匹配结果 2015-01-02
    capture1, // 第一个组匹配 2015
    capture2, // 第二个组匹配 01
    capture3, // 第三个组匹配 02
    position, // 匹配开始的位置 0
    S, // 原字符串 2015-01-02
    groups // 具名组构成的一个对象 {year, month, day}
  ) => {
    let { day, month, year } = groups
    return `${day}/${month}/${year}`
  }
)

具名组匹配在原来的基础上,新增了最后一个函数参数:具名组构成的一个对象。函数内部可以直接对这个对象进行解构赋值。

如果要在正则表达式内部引用某个具名组匹配,可以使用 \k<组名> 的写法:

js
const RE_TWICE = /^(?<word>[a-z]+)!\k<word>$/
RE_TWICE.test('abc!abc') // true
RE_TWICE.test('abc!ab') // false

数字引用(\1)依然有效:

js
const RE_TWICE = /^(?<word>[a-z]+)!\1$/
RE_TWICE.test('abc!abc') // true
RE_TWICE.test('abc!ab') // false

这两种引用语法还可以同时使用:

js
const RE_TWICE = /^(?<word>[a-z]+)!\k<word>!\1$/
RE_TWICE.test('abc!abc!abc') // true
RE_TWICE.test('abc!abc!ab') // false