正则原理剖析

一、 什么是回溯？

回溯法也称试探法，它的基本思想是：从问题的某一种状态（初始状态）出发，搜索从这种状态出发所能达到的所有“状态”，当一条路走到“尽头”的时候（不能再前进），再后退一步或若干步，从另一种可能“状态”出发，继续搜索，直到所有的“路径”（状态）都试探过。这种不断“前进”、不断“回溯”寻找解的方法，就称作“回溯法”。
假如我们的正则为 /ab{1,3}c/，其可视化形式是：

没有回溯

目标字符串是"abbbc"时，就没有所谓的“回溯”，匹配过程如下：

有回溯

如果目标字符串是"abbc"，中间就有回溯。匹配过程如下：

图中第五步表示匹配失败，此时b{1,3}已经匹配到了两个b，当往第六步走的时候发现后面是个‘c’，那么此时断定b{1,3}已经匹配完成，回到之前的状态第四步，这一过程称之为回溯，这只是回溯的一种体现。

二、 JS正则原理

1、 DFA-确定有穷状态自动机-Deterministic finite automaton

特点：文本主导
DFA读入一个文本时，会记录当前表达式中所有满足匹配要求的位置，这些位置集合对应于DFA的一个状态

2、 NFA-非确定有穷状态自动机-No-deterministic finite auotmaton

特点：表达式主导
从表达式的左边开始，每次读取一个正则表达式的一个字符，检查当前文本是否匹配当前表达式，如果是则继续正则的下一个字符。

3、示例分析

正则：reg=to(nite|knight|night) 字符串：tonight
DFA匹配过程：
1、 当引擎读入文本t，记录匹配位置to(nite|knight|night)
2、 读入文本o，记录位置to(nite|knight|night)
3、 读入文本n，记录位置to(nite|knight|night) // 体现与NFA的不同之处
...
NFA匹配过程：
1、 获取表达式的to(nite|knight|night)，扫描匹配字符串中的t
2、 获取表达式的to(nite|knight|night)，扫描匹配字符串中的to
3、 括号中的表达式分三种情况，引擎会尝试三种情况
。。。
从示例中可以得到结论：
DFA每一次匹配会记录所有满足要求的表达式位置，组成集合，当往下面匹配时有不满足要求的集合将会被剔除，每一步都是有效的匹配，所以不存在回溯。
NFA遇到具有选择不确定性的表达式会进行试探匹配，顺着分支往下匹配，如果后续有不匹配的，那么会重新回到确定性的位置，继续下一个分支进行匹配，要回到原来的位置的前提条件就是需要记住历史状态，所以NFA具有回溯。

三、 高级功能

NFA除了支持回溯之外，还支持分组，捕获，零宽断言等高级功能，而这些功能的基础是NFA具有子表达式独立匹配的特点。

1、分组

将一个或多个字符使用括号包裹起来组成一个整体，分组分为捕获组和非捕获组。

捕获组：

示例(ABC)(ABCD(ABCDE))，存在四个分组：

组	内容
分组1	(ABC)(ABCD(ABCDE))
分组2	(ABC)
分组3	(ABCD(ABCDE))
分组4	(ABCDE)

捕获组的应用：

• 反向引用

• 计数

  注意点：
  反向引用，引用的仅仅是文本内容，而不是正则表达式。
  反向引用中为什么我们一般是使用的分组是从\1开始的？

  非捕获组：

  以 (? 开始的组就是非捕获组，不将匹配到的字符存储到内存中，从而节省内存。
  (?:a|A)123(?:b)可以匹配a123b或者A123b 

  非捕获组有很多种形式，其中包含零宽断言、模式修正符等。环视又称环视或预搜索
  零宽断言，常见的零宽断言有四种：
  a) (?=exp)：零宽正向先行断言
  let reg = /(test)(?=suffix)/ // 匹配后面为suffix的test

  b) (?<=exp)：零宽正向后行断言
  let reg = /(?<=prefix)(test)/ //匹配前面为prefix的test

  c) (?!exp)：零宽负向先行断言
  let reg = /(test)(?!suffix)/ // 匹配后面不是suffix的test

  d) (?<!exp)：零宽负向后行断言
  let reg = /(?<!prefix)(test)/ // 匹配前面不是prefix的test

  零宽是何意？

  零宽断言是一种零宽度的匹配，它匹配到的内容不会保存到匹配的结果中去，最终匹配的只是一个位置，这个位置的结果代表是否。

  2、模式修正符：

  一般情况下我们会在表达式的后面加上g，i，m，s对整个表达式进行修饰，js正则表达式还支持对局部表达式进行修饰的用法。
  (?i)AB 对表达式(?i)后面的字符开启不区分大小写的限制，可以匹配：ab、aB、Ab、AB
  (?i:a)b 只对a不区分大小写，可以匹配：Ab、ab

  3、捕获

  ES6正则命名捕获，不需要纠结分组的下标，根据定义正则表达式对分组的名称进行访问。
  示例：
  let str = '2021-09-26'
  let reg = /(?<year>\d{4})-(?<month>\d{2})-(?<day>\d{2})/
  let ret = str.match(reg).groups
  输出结果：{year: '2021', month: '09', day: '26'}

四、 实战分析

Input.Password密码输入组件，密码的规则是满足四种字符中的至少三种字符类型，如下图：

将表达式中的\W替换为“()!@#$%^&*|?><”即可
new RegExp("^(?![a-zA-Z]+$)(?![A-Z0-9]+$)(?![A-Z\W]+$)(?![a-z0-9]+$)(?![a-z\W]+$)(?![0-9\W]+$)[a-zA-Z0-9\W]{8,}$");