系统认识JavaScript正则表达式

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作者：唐金健
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掘金知乎思否专栏：优雅的前端

一、正则表达式简介

1、什么是正则表达式

正则表达式，又称规则表达式。（英语：Regular Expression，在代码中常简写为regex、regexp或RE），计算机科学的一个概念。正则表达式通常被用来检索、替换那些符合某个模式(规则)的文本。

简单的说，就是按照某种规则去匹配符合条件的字符串。

2、可视化正则表达式工具

Regexper：https://regexper.com/

二、RegExp对象

实例化RegExp的两种方式。

两种方式定义RegExp对象。

1、字面量

let reg = /[a-z]{3}/gmi;
let reg = /[a-z]{3}/g;
let reg = /[a-z]{3}/m;
let reg = /[a-z]{3}/i;

标志

g global 代表全局搜索。如果不添加，搜索到第一个匹配停止。
m Multi-Line 代表多行搜索。
i ignore case 代表大小写不敏感，默认大小写敏感。

2、构造函数

let reg = new RegExp('\\bis\\b', 'g');

因为JavaScript字符串中\属于特殊字符，需要转义。

三、元字符

把元字符当作转义字符。

正则表达式有两种基本字符类型组成。

原义文本字符
元字符

1、原义文本字符

表示原本意义上是什么字符，就是什么字符。

2、元字符

是在正则表达式中有特殊含义的非字母字符。
* + ? $ ^ . | \ ( ) { } [ ]

字符	含义
`\t`	水平制表符
`\v`	垂直制表符
`\n`	换行符
`\r`	回车符
`\0`	空字符
`\f`	换页符
`\cX`	控制字符，与X对应的控制字符(Ctrl + X)

类似于转义字符。

四、字符类

表示符合某种特性的字符类别。

使用元字符[]可以构建一个简单的类。
所谓类是指符合某些特性的对象，一个泛指，而不是某个字符。

例子

表达式[abc]把字符a或b或c归为一类，表达式可以匹配这一类中的任意一个字符。

// replace() 方法用于在字符串中用一些字符替换另一些字符，或替换一个与正则表达式匹配的子串。
'a1b2c3d4e5'.replace(/[abc]/g, '0');  //010203d4e5

字符类取反

我们想要替换不是abc中任意一个字符的字符。

// 元字符 ^ 创建一个 反向类/负向类
'abcdefg'.replace(/[^abc]/g, '0');  //abc0000

五、范围类

匹配这一个范围内的字符。

如果我们想要匹配数字0-9，那么我们可能会这样写[0123456789]。
如果我们想要匹配26个字母，那么我们可能会这样写[abcdefghijklmnopqrstuvwxyz]。
这样略显麻烦，所以才会有范围类。

例子

// 替换所有数字
'a1c2d3e4f5'.replace(/[0-9]/g, 'x');  //axcxdxexfx
// 替换所有小写字母
'a1c2d3e4f5'.replace(/[a-z]/g, 'x');  //x1x2x3x4x5
// []组成的类内部是可以连写的。替换所有大小写字母
'a1C2d3E4f5G6'.replace(/[a-zA-Z]/g, '*');  //*1*2*3*4*5*6

疑问

如果我想替换数字，并且连带-符号也一起替换呢？

// 替换所有数字和横杠
'2018-5-21'.replace(/[0-9-]/g, '*');  //*********

六、预定义类

一些已经定义的类，可以直接使用。

字符	等价类	含义
`.`	`[^\r\n]`	除了回车、换行之外的所有字符
`\d`	`[0-9]`	数字字符
`\D`	`[^0-9]`	非数字字符
`\s`	`[\t\n\x0B\r]`	空白符
`\S`	`[^\t\n\x0B\r]`	非空白符
`\w`	`[a-zA-Z_0-9]`	单词字符(字母、数字、下划线)
`\W`	`[^a-zA-Z_0-9]`	非单词字符

例子

替换一个 ab + 数字 + 任意字符 的字符串

// 写法1
'ab0c'.replace(/ab[0-9][^\r\n]/g, 'TangJinJian');  //TangJianJian
// 写法2
'ab0c'.replace(/ab\d./g, 'TangJinJian');  //TangJianJian

七、单词边界

字符	含义
`^`	以xxx开始（不在中括号内时的含义）
`$`	以xxx结束
`\b`	单词边界
`\B`	非单词边界

例子

我想替换的字符串，属于那种只在开头出现的。

'YuYan is a boy, YuYan'.replace(/^YuYan/g, 'TangJinJian');  //TangJinJian is a boy, YuYan

我想替换的字符串，属于那种只在结尾出现的。

'YuYan is a boy, YuYan'.replace(/YuYan$/g, 'TangJinJian');  //YuYan is a boy, TangJinJian

单词边界例子。

// 替换所有is为0
'This is a man'.replace(/is/g, '0');  //Th0 0 a man
// 替换所有is前面带有单词边界的字符串
'This is a man'.replace(/\bis/g, '0');  //This 0 a man
// 替换所有is前面没有单词边界的字符串
'This is a man'.replace(/\Bis\b/g, '0');  //Th0 is a man

八、量词

用来处理连续出现的字符串。

字符	含义
`?`	出现零次或一次（最多出现一次）
`+`	出现一次或多次（至少出现一次）
`*`	出现零次或多次（任意次）
`{n}`	出现n次
`{n,m}`	出现n到m次
`{n,}`	至少出现n次

我想替换字符串中连续出现10次的数字为*。

'1234567890abcd'.replace(/\d{10}/, '*');  //*abcd

我想替换字符串中的QQ号码。

'我的QQ是：10000'.replace(/[1-9][0-9]{4,}/, '19216811');  //我的QQ是：19216811

九、贪婪模式

尽可能多的匹配。

有这样的一种场景下的正则表达式，/\d{3,6}/该替换3个数字还是6个数字呢，4、5个数字？

// 贪婪模式会尽可能的往多的方面去匹配
'123456789'.replace(/\d{3,6}/, 'x');  //x789
'123456789'.replace(/\d+/, 'x');  //x
'123456789'.replace(/\d{3,}/, 'x');  //x

十、非贪婪模式

尽可能少的匹配。

如果我们想要最低限度的替换呢？

// 非贪婪模式使用 ? 尽可能的往少的方面去匹配
'12345678'.replace(/\d{3,6}?/g, 'x');  //xx78
'123456789'.replace(/\d{3,6}?/g, 'x');  //xxx

因为有g标志，会匹配这段字符串里所有符合规则的字符串。
第一个规则/\d{3,6}?/g，12345678中有两个符合条件的字符串，是123和456。所以替换结果是xx78。
第二个规则/\d{3,6}?/g，123456789中有三个符合条件的字符串，是123、456和789。所以替换结果是xxx。

十一、分组

括号里的一些规则，分为一组。

我想替换连续出现3次的字母和数字。

//没有分组的情况下，后面的量词，只是表示匹配3次数字。
'a1b2d3c4'.replace(/[a-z]\d{3}/g, '*');  //a1b2d3c4
//有分组的情况下，分组后面的量词，表示符合这个分组里规则的字符串，匹配3次。
'a1b2d3c4'.replace(/([a-z]\d){3}/g, '*');  //*c4

1、或

分组里有两种规则，只要满足其中一种即可匹配。

//我想把ijaxxy和ijcdxy都替换成*
'ijabxyijcdxy'.replace(/ij(ab|cd)xy/g, '*');  //**

2、反向引用

可以把分组视为变量，来引用。

//我想把改变年月日之间的分隔符
'2018-5-22'.replace(/(\d{4})-(\d{1,2})-(\d{1,2})/g, '$1/$2/$3');  //2018/5/22
//我想替换日期，并且更改顺序
'2018-5-22'.replace(/(\d{4})-(\d{1,2})-(\d{1,2})/g, '$2/$3/$1');  //5/22/2018

3、忽略分组

忽略掉分组，不捕获分组，只需要在分组内加上?:

// 忽略掉匹配年的分组后，匹配月的分组变成了$1，日的分组变成了$2
'2018-5-22'.replace(/(?:\d{4})-(\d{1,2})-(\d{1,2})/g, '$1/$2/$3');  //5/22/$3

十二、前瞻

正则表达式从文本头部向尾部开始解析，文本尾部方向，称为“前”。
前瞻就是在正在表达式匹配到规则的时候，向前检查是否符合断言，后顾/后瞻方向相反。
JavaScript不支持后顾。
符合和不符合特定断言称为肯定/正向匹配和否定/负向匹配。

名称	正则	含义
正向前瞻	`exp(?=assert)`
负向前瞻	`exp(?!assert)`
正向后顾	`exp(?<=assert)`	JavaScript不支持
负向后顾	`exp(?<!assert)`	JavaScript不支持

例子

有这样一个单词字符+数字格式的字符串，只要满足这种格式，就把其中的单词字符替换掉。

'a1b2ccdde3'.replace(/\w(?=\d)/g, '*');  //*1*2ccdd*3

有这样一个单词字符+非数字格式的字符串，只要满足这种格式，就把前面的单词字符替换掉。

'a1b2ccdde3'.replace(/\w(?!\d)/g, '*');  //a*b*****e*

十三、RegExp对象属性

global是否全文搜索，默认false。
ignore case是否大小写敏感，默认是false。
multiline多行搜索，默认值是false。
lastIndex是当前表达式匹配内容的最后一个字符的下一个位置。
source正则表达式的文本字符串。

let reg1 = /\w/;
let reg2 = /\w/gim;

reg1.global;  //false
reg1.ignoreCase;  //false
reg1.multiline;  //false

reg2.global;  //true
reg2.ignoreCase;  //true
reg2.multiline;  //true

十四、RegExp对象方法

1、RegExp.prototype.test()

用来查看正则表达式与指定的字符串是否匹配。返回true或false。

let reg1 = /\w/;
reg1.test('a');  //true
reg1.test('*');  //false

加上g标志之后，会有些区别。

let reg1 = /\w/g;
// 第一遍
reg1.test('ab');  //true
// 第二遍
reg1.test('ab');  //true
// 第三遍
reg1.test('ab');  //false
// 第四遍
reg1.test('ab');  //true
// 第五遍
reg1.test('ab');  //true
// 第六遍
reg1.test('ab');  //false

实际上这是因为RegExp.lastIndex。每次匹配到之后，lasgIndex会改变。
lastIndex是正则表达式的一个可读可写的整型属性，用来指定下一次匹配的起始索引。

let reg = /\w/g;
// 每次匹配到，就会把lastIndex指向匹配到的字符串后一个字符的索引。
while(reg.test('ab')) {
    console.log(reg.lastIndex);
}
// 1
// 2

reg.lastIndex初始时为0，第一个次匹配到a的时候，reg.lastIndex为1。第二次匹配到b的时候，reg.lastIndex为2。

let reg = /\w\w/g;
while(reg.test('ab12cd')) {
  console.log(reg.lastIndex);
}
// 2
// 4
// 6

reg.lastIndex初始时为0，第一个次匹配到ab的时候，reg.lastIndex为2。第二次匹配到12的时候，reg.lastIndex为4。第三次匹配到cd的时候，reg.lastIndex为6。

let reg = /\w/g;
// 匹配不到符合正则的字符串之后，lastIndex会变为0。
while(reg.test('ab')) {
    console.log(reg.lastIndex);
}
console.log(reg.lastIndex);
reg.test('ab');
console.log(reg.lastIndex);
// 1
// 2
// 0
// 1

所以，这就是为什么reg.test('ab')再多次执行之后，返回值为false的原因了。

let reg = /\w/g;
reg.lastIndex = 2;
reg.test('ab');  //false

每次匹配的起始位置，是以lastIndex为起始位置的。上述例子，一开始从位置2开始匹配，位置2后面没有符合正则的字符串，所以为false。

2、RegExp.prototype.exec()

在一个指定字符串中执行一个搜索匹配。返回一个搜索的结果数组或null。

非全局情况

let reg = /\d(\w)\d/;
let ts = '*1a2b3c';
let ret = reg.exec(ts);  //ret是结果数组
// reg.lastIndex肯定是0，因为没有g标志。 没有g标志的情况下，lastIndex被忽略。
console.log(reg.lastIndex + '\t' + ret.index + '\t' + ret.toString());
console.log(ret);
// 0  1 1a2,a
// ["1a2", "a"]

返回数组是有以下元素组成的：

第一个元素是与正则表达式相匹配的文本。
第二个元素是reg对象的第一个子表达式相匹配的文本（如果有的话）。
第二个元素是reg对象的第二个子表达式相匹配的文本（如果有的话），以此类推。

// 子表达式就是分组。
let reg = /\d(\w)(\w)(\w)\d/;
let ts = '*1a2b3c';
let ret = reg.exec(ts);
console.log(reg.lastIndex + '\t' + ret.index + '\t' + ret.toString());
console.log(ret);  //输出结果数组
// 0  1 1a2b3,a,2,b
// ["1a2b3", "a", "2", "b"]

全局情况

let reg = /\d(\w)(\w)(\w)\d/g;
let ts = '*1abc25def3g';
while(ret = reg.exec(ts)) {
    console.log(reg.lastIndex + '\t' + ret.index + '\t' + ret.toString());
}
// 6  1 1abc2,a,b,c
// 11 6 5def3,d,e,f

第一次匹配的是1abc2，1abc2的后一个字符的起始位置是6，所以reg.lastIndex是6。
1abc2的第一个字符的起始位置是1，所以ret.index是1。

第二次匹配的是5def3，5def3的后一个字符的起始位置是11，所以reg.lastIndex是11。
5def3的第一个字符的起始位置是6，所以ret.index是6。

十五、字符串对象方法

1、String.prototype.search()

执行正则表达式和String对象之间的一个搜索匹配。
方法返回第一个匹配项的index，搜索不到返回-1。
不执行全局匹配，忽略g标志，并且总是从字符串的开始进行检索。

我想知道Jin字符串的起始位置在哪里。

'TangJinJian'.search('Jin');  //4
'TangJinJian'.search(/Jin/);  //4

search方法，既可以通过字符串，也可以通过正则描述字符串来搜索匹配。

2、String.prototype.match()

当一个字符串与一个正则表达式匹配时， match()方法检索匹配项。
提供RegExp对象参数是否具有g标志，对结果影响很大。

非全局调用的情况

如果RegExp没有g标志，那么match只能在字符串中，执行一次匹配。
如果没有找到任何匹配文本，将返回null。
否则将返回一个数组，其中存放了与它找到的匹配文本有关的信息。

let reg = /\d(\w)\d/;
let ts = '*1a2b3c';
let ret = ts.match(reg);
console.log(ret.index + '\t' + reg.lastIndex);
console.log(ret);
// 1  0
// ["1a2", "a"]

非全局情况下和RegExp.prototype.exec()方法的效果是一样的。

全局调用的情况

我想找到所有数字+单词+数字格式的字符串。

let reg = /\d(\w)\d/g;
let ts = '*1a2b3c4e';
let ret = ts.match(reg);
console.log(ret.index + '\t' + reg.lastIndex);
console.log(ret);
// undefined  0
// ["1a2", "3c4"]

全局情况下和RegExp.prototype.exec()方法的区别。在于，没有了分组信息。
如果我们不使用到分组信息，那么使用String.prototype.match()方法，效率要高一些。而且不需要写循环来逐个所有的匹配项获取。

3、String.prototype.split()

使用指定的分隔符字符串将一个String对象分割成字符串数组。

'a,b,c,d'.split(/,/);  //["a", "b", "c", "d"]
'a1b2c3d'.split(/\d/);  //["a", "b", "c", "d"]
'a1b-c|d'.split(/[\d-|]/);  //["a", "b", "c", "d"]

4、String.prototype.replace()

返回一个由替换值替换一些或所有匹配的模式后的新字符串。模式可以是一个字符串或者一个正则表达式，替换值可以是一个字符串或者一个每次匹配都要调用的函数。

常规用法

'TangJinJian'.replace('Tang', '');  //JinJian
'TangJinJian'.replace(/Ji/g, '*');  //Tang*n*an

以上两种用法，是最常用的，但是还不能精细化控制。

精细化用法

我想要把a1b2c3d4中的数字都加一，变成a2b3c4d5。

'a1b2c3d4'.replace(/\d/g, function(match, index, orgin) {
    console.log(index);
    return parseInt(match) + 1;
});
// 1
// 3
// 5
// 7
// a2b3c4d5

回调函数有以下参数：

match第一个参数。匹配到的字符串。
group第二个参数。分组，如果有n个分组，则以此类推n个group参数，下面两个参数将变为第2+n和3+n个参数。没有分组，则没有该参数。
index第三个参数。匹配到的字符串第一个字符索引位置。
orgin第四个参数。源字符串。

我想把两个数字之间的字母去掉。

'a1b2c3d4e5f6'.replace(/(\d)(\w)(\d)/g, function(match, group1, group2, group3, index, orgin) {
  console.log(match);
  return group1 + group3;
});
// 1b2
// 3d4
// 5f6
// a12c34e56