JS正则表达式完整教程（略长）

注：本文已经整理成电子书：《JavaScript正则迷你书》

引言

亲爱的读者朋友，如果你点开了这篇文章，说明你对正则很感兴趣。

想必你也了解正则的重要性，在我看来正则表达式是衡量程序员水平的一个侧面标准。

关于正则表达式的教程，网上也有很多，相信你也看了一些。

与之不同的是，本文的目的是希望所有认真读完的童鞋们，都有实质性的提高。

本文内容共有七章，用JavaScript语言完整地讨论了正则表达式的方方面面。

如果觉得文章某块儿没有说明白清楚，欢迎留言，能力范围之内，老姚必做详细解答。

具体章节如下：

• 引言
• 第一章 正则表达式字符匹配攻略
• 第二章 正则表达式位置匹配攻略
• 第三章 正则表达式括号的作用
• 第四章 正则表达式回溯法原理
• 第五章 正则表达式的拆分
• 第六章 正则表达式的构建
• 第七章 正则表达式编程
• 后记
  

下面简单地说说每一章都讨论了什么？

正则是匹配模式，要么匹配字符，要么匹配位置。

第1章和第2章以这个角度去讲解了正则的基础。

在正则中可以使用括号捕获数据，要么在API中进行分组引用，要么在正则里进行反向引用。

这是第3章的主题，讲解了正则中括号的作用。

学习正则表达式，是需要了解其匹配原理的。

第4章，讲解了正则了正则表达式的回溯法原理。另外在第6章里，也讲解了正则的表达式的整体工作原理。

不仅能看懂别人的正则，还要自己会写正则。

第5章，是从读的角度，去拆分一个正则表达式，而第6章是从写的角度，去构建一个正则表达式。

学习正则，是为了在真实世界里应用的。

第7章讲解了正则的用法，和相关API需要注意的地方。

如何阅读本文？

我的建议是阅读两遍。第一遍，不求甚解地快速阅读一遍。阅读过程中遇到的问题不妨记录下来，也许阅读完毕后就能解决很多。然后有时间的话，再带着问题去精读第二遍。

深呼吸，开始我们的正则表达式旅程吧。我在终点等你。

第一章 正则表达式字符匹配攻略

正则表达式是匹配模式，要么匹配字符，要么匹配位置。请记住这句话。

然而关于正则如何匹配字符的学习，大部分人都觉得这块比较杂乱。

毕竟元字符太多了，看起来没有系统性，不好记。本章就解决这个问题。

内容包括：

1. 两种模糊匹配
   
2. 字符组
   
3. 量词
   
4. 分支结构
   
5.  案例分析
   

1 两种模糊匹配

如果正则只有精确匹配是没多大意义的，比如/hello/，也只能匹配字符串中的"hello"这个子串。

var regex = /hello/;
console.log( regex.test("hello") ); 
// => true
复制代码

正则表达式之所以强大，是因为其能实现模糊匹配。

而模糊匹配，有两个方向上的“模糊”：横向模糊和纵向模糊。

1.1 横向模糊匹配

横向模糊指的是，一个正则可匹配的字符串的长度不是固定的，可以是多种情况的。

其实现的方式是使用量词。譬如{m,n}，表示连续出现最少m次，最多n次。

比如/ab{2,5}c/表示匹配这样一个字符串：第一个字符是“a”，接下来是2到5个字符“b”，最后是字符“c”。测试如下：

var regex = /ab{2,5}c/g;
var string = "abc abbc abbbc abbbbc abbbbbc abbbbbbc";
console.log( string.match(regex) ); 
// => ["abbc", "abbbc", "abbbbc", "abbbbbc"]
复制代码

注意：案例中用的正则是/ab{2,5}c/g，后面多了g，它是正则的一个修饰符。表示全局匹配，即在目标字符串中按顺序找到满足匹配模式的所有子串，强调的是“所有”，而不只是“第一个”。g是单词global的首字母。

1.2 纵向模糊匹配

纵向模糊指的是，一个正则匹配的字符串，具体到某一位字符时，它可以不是某个确定的字符，可以有多种可能。

其实现的方式是使用字符组。譬如[abc]，表示该字符是可以字符“a”、“b”、“c”中的任何一个。

比如/a[123]b/可以匹配如下三种字符串："a1b"、"a2b"、"a3b"。测试如下：

var regex = /a[123]b/g;
var string = "a0b a1b a2b a3b a4b";
console.log( string.match(regex) ); 
// => ["a1b", "a2b", "a3b"]
复制代码

以上就是本章讲的主体内容，只要掌握横向和纵向模糊匹配，就能解决很大部分正则匹配问题。

接下来的内容就是展开说了，如果对此都比较熟悉的话，可以跳过，直接看本章案例那节。

2. 字符组

需要强调的是，虽叫字符组（字符类），但只是其中一个字符。例如[abc]，表示匹配一个字符，它可以是“a”、“b”、“c”之一。

2.1 范围表示法

如果字符组里的字符特别多的话，怎么办？可以使用范围表示法。

比如[123456abcdefGHIJKLM]，可以写成[1-6a-fG-M]。用连字符-来省略和简写。

因为连字符有特殊用途，那么要匹配“a”、“-”、“z”这三者中任意一个字符，该怎么做呢？

不能写成[a-z]，因为其表示小写字符中的任何一个字符。

可以写成如下的方式：[-az]或[az-]或[a\-z]。即要么放在开头，要么放在结尾，要么转义。总之不会让引擎认为是范围表示法就行了。

2.2 排除字符组

纵向模糊匹配，还有一种情形就是，某位字符可以是任何东西，但就不能是"a"、"b"、"c"。

此时就是排除字符组（反义字符组）的概念。例如[^abc]，表示是一个除"a"、"b"、"c"之外的任意一个字符。字符组的第一位放^（脱字符），表示求反的概念。

当然，也有相应的范围表示法。

2.3 常见的简写形式

有了字符组的概念后，一些常见的符号我们也就理解了。因为它们都是系统自带的简写形式。

\d就是[0-9]。表示是一位数字。记忆方式：其英文是digit（数字）。

\D就是[^0-9]。表示除数字外的任意字符。

\w就是[0-9a-zA-Z_]。表示数字、大小写字母和下划线。记忆方式：w是word的简写，也称单词字符。

\W是[^0-9a-zA-Z_]。非单词字符。

\s是[ \t\v\n\r\f]。表示空白符，包括空格、水平制表符、垂直制表符、换行符、回车符、换页符。记忆方式：s是space character的首字母。

\S是[^ \t\v\n\r\f]。 非空白符。

.就是[^\n\r\u2028\u2029]。通配符，表示几乎任意字符。换行符、回车符、行分隔符和段分隔符除外。记忆方式：想想省略号...中的每个点，都可以理解成占位符，表示任何类似的东西。

如果要匹配任意字符怎么办？可以使用[\d\D]、[\w\W]、[\s\S]和[^]中任何的一个。

3. 量词

量词也称重复。掌握{m,n}的准确含义后，只需要记住一些简写形式。

3.1 简写形式

{m,} 表示至少出现m次。

{m} 等价于{m,m}，表示出现m次。

? 等价于{0,1}，表示出现或者不出现。记忆方式：问号的意思表示，有吗？

+ 等价于{1,}，表示出现至少一次。记忆方式：加号是追加的意思，得先有一个，然后才考虑追加。

* 等价于{0,}，表示出现任意次，有可能不出现。记忆方式：看看天上的星星，可能一颗没有，可能零散有几颗，可能数也数不过来。

3.2 贪婪匹配和惰性匹配

看如下的例子：

var regex = /\d{2,5}/g;
var string = "123 1234 12345 123456";
console.log( string.match(regex) ); 
// => ["123", "1234", "12345", "12345"]
复制代码

其中正则/\d{2,5}/，表示数字连续出现2到5次。会匹配2位、3位、4位、5位连续数字。

但是其是贪婪的，它会尽可能多的匹配。你能给我6个，我就要5个。你能给我3个，我就3要个。反正只要在能力范围内，越多越好。

我们知道有时贪婪不是一件好事（请看文章最后一个例子）。而惰性匹配，就是尽可能少的匹配：

var regex = /\d{2,5}?/g;
var string = "123 1234 12345 123456";
console.log( string.match(regex) ); 
// => ["12", "12", "34", "12", "34", "12", "34", "56"]
复制代码

其中/\d{2,5}?/表示，虽然2到5次都行，当2个就够的时候，就不在往下尝试了。

通过在量词后面加个问号就能实现惰性匹配，因此所有惰性匹配情形如下：

{m,n}?
{m,}?
??
+?
*?

对惰性匹配的记忆方式是：量词后面加个问号，问一问你知足了吗，你很贪婪吗？

4. 多选分支

一个模式可以实现横向和纵向模糊匹配。而多选分支可以支持多个子模式任选其一。

具体形式如下：(p1|p2|p3)，其中p1、p2和p3是子模式，用|（管道符）分隔，表示其中任何之一。

例如要匹配"good"和"nice"可以使用/good|nice/。测试如下：

var regex = /good|nice/g;
var string = "good idea, nice try.";
console.log( string.match(regex) ); 
// => ["good", "nice"]
复制代码

但有个事实我们应该注意，比如我用/good|goodbye/，去匹配"goodbye"字符串时，结果是"good"：

var regex = /good|goodbye/g;
var string = "goodbye";
console.log( string.match(regex) ); 
// => ["good"]
复制代码

而把正则改成/goodbye|good/，结果是：

var regex = /goodbye|good/g;
var string = "goodbye";
console.log( string.match(regex) ); 
// => ["goodbye"]
复制代码

也就是说，分支结构也是惰性的，即当前面的匹配上了，后面的就不再尝试了。

5. 案例分析

匹配字符，无非就是字符组、量词和分支结构的组合使用罢了。

下面找几个例子演练一下（其中，每个正则并不是只有唯一写法）：

5.1 匹配16进制颜色值

要求匹配：

#ffbbad

#Fc01DF

#FFF

#ffE

分析：

表示一个16进制字符，可以用字符组[0-9a-fA-F]。

其中字符可以出现3或6次，需要是用量词和分支结构。

使用分支结构时，需要注意顺序。

正则如下：

var regex = /#([0-9a-fA-F]{6}|[0-9a-fA-F]{3})/g;
var string = "#ffbbad #Fc01DF #FFF #ffE";
console.log( string.match(regex) ); 
// => ["#ffbbad", "#Fc01DF", "#FFF", "#ffE"]
复制代码

5.2 匹配时间

以24小时制为例。

要求匹配：

23:59

02:07

分析：

共4位数字，第一位数字可以为[0-2]。

当第1位为2时，第2位可以为[0-3]，其他情况时，第2位为[0-9]。

第3位数字为[0-5]，第4位为[0-9]

正则如下：

var regex = /^([01][0-9]|[2][0-3]):[0-5][0-9]$/;
console.log( regex.test("23:59") ); 
console.log( regex.test("02:07") ); 
// => true
// => true复制代码

如果也要求匹配7:9，也就是说时分前面的0可以省略。

此时正则变成：

var regex = /^(0?[0-9]|1[0-9]|[2][0-3]):(0?[0-9]|[1-5][0-9])$/;
console.log( regex.test("23:59") ); 
console.log( regex.test("02:07") ); 
console.log( regex.test("7:9") ); 
// => true
// => true
// => true复制代码

5.3 匹配日期

比如yyyy-mm-dd格式为例。

要求匹配：

2017-06-10

分析：

年，四位数字即可，可用[0-9]{4}。

月，共12个月，分两种情况01、02、……、09和10、11、12，可用(0[1-9]|1[0-2])。

日，最大31天，可用(0[1-9]|[12][0-9]|3[01])。

正则如下：

var regex = /^[0-9]{4}-(0[1-9]|1[0-2])-(0[1-9]|[12][0-9]|3[01])$/;
console.log( regex.test("2017-06-10") ); 
// => true
复制代码

5.4 window操作系统文件路径

要求匹配：

F:\study\javascript\regex\regular expression.pdf

F:\study\javascript\regex\

F:\study\javascript

F:\

分析：

整体模式是: 盘符:\文件夹\文件夹\文件夹\

其中匹配F:\，需要使用[a-zA-Z]:\\，其中盘符不区分大小写，注意\字符需要转义。

文件名或者文件夹名，不能包含一些特殊字符，此时我们需要排除字符组[^\\:*<>|"?\r\n/]来表示合法字符。另外不能为空名，至少有一个字符，也就是要使用量词+。因此匹配“文件夹\”，可用[^\\:*<>|"?\r\n/]+\\。

另外“文件夹\”，可以出现任意次。也就是([^\\:*<>|"?\r\n/]+\\)*。其中括号提供子表达式。

路径的最后一部分可以是“文件夹”，没有\，因此需要添加([^\\:*<>|"?\r\n/]+)?。

最后拼接成了一个看起来比较复杂的正则：

var regex = /^[a-zA-Z]:\\([^\\:*<>|"?\r\n/]+\\)*([^\\:*<>|"?\r\n/]+)?$/;
console.log( regex.test("F:\\study\\javascript\\regex\\regular expression.pdf") ); 
console.log( regex.test("F:\\study\\javascript\\regex\\") ); 
console.log( regex.test("F:\\study\\javascript") ); 
console.log( regex.test("F:\\") ); 
// => true
// => true
// => true
// => true复制代码

其中，JS中字符串表示\时，也要转义。

5.5 匹配id

要求从

提取出id="container"。

可能最开始想到的正则是：

var regex = /id=".*"/
var string = '
';
console.log(string.match(regex)[0]); 
// => id="container" class="main"
复制代码

因为.是通配符，本身就匹配双引号的，而量词*又是贪婪的，当遇到container后面双引号时，不会停下来，会继续匹配，直到遇到最后一个双引号为止。

解决之道，可以使用惰性匹配：

var regex = /id=".*?"/
var string = '
';
console.log(string.match(regex)[0]); 
// => id="container"
复制代码

当然，这样也会有个问题。效率比较低，因为其匹配原理会涉及到“回溯”这个概念（这里也只是顺便提一下，第四章会详细说明）。可以优化如下：

var regex = /id="[^"]*"/
var string = '
';
console.log(string.match(regex)[0]); 
// => id="container"复制代码

第1章 小结

字符匹配相关的案例，挺多的，不一而足。

掌握字符组和量词就能解决大部分常见的情形，也就是说，当你会了这二者，JS正则算是入门了。

第二章 正则表达式位置匹配攻略

正则表达式是匹配模式，要么匹配字符，要么匹配位置。请记住这句话。

然而大部分人学习正则时，对于匹配位置的重视程度没有那么高。

本章讲讲正则匹配位置的总总。

内容包括：

1. 什么是位置？
   
2. 如何匹配位置？
   
3. 位置的特性
   
4. 几个应用实例分析
   

1. 什么是位置呢？

位置是相邻字符之间的位置。比如，下图中箭头所指的地方：

2. 如何匹配位置呢？

在ES5中，共有6个锚字符：

^ $ \b \B (?=p) (?!p)

2.1 ^和$

^（脱字符）匹配开头，在多行匹配中匹配行开头。

$（美元符号）匹配结尾，在多行匹配中匹配行结尾。

比如我们把字符串的开头和结尾用"#"替换（位置可以替换成字符的！）：

var result = "hello".replace(/^|$/g, '#');
console.log(result); 
// => "#hello#"
复制代码

多行匹配模式时，二者是行的概念，这个需要我们的注意：

var result = "I\nlove\njavascript".replace(/^|$/gm, '#');
console.log(result);
/*
#I#
#love#
#javascript#
*/
复制代码

2.2 \b和\B

\b是单词边界，具体就是\w和\W之间的位置，也包括\w和^之间的位置，也包括\w和$之间的位置。

比如一个文件名是"[JS] Lesson_01.mp4"中的\b，如下：

var result = "[JS] Lesson_01.mp4".replace(/\b/g, '#');
console.log(result); 
// => "[#JS#] #Lesson_01#.#mp4#"
复制代码

为什么是这样呢？这需要仔细看看。

首先，我们知道，\w是字符组[0-9a-zA-Z_]的简写形式，即\w是字母数字或者下划线的中任何一个字符。而\W是排除字符组[^0-9a-zA-Z_]的简写形式，即\W是\w以外的任何一个字符。

此时我们可以看看"[#JS#] #Lesson_01#.#mp4#"中的每一个"#"，是怎么来的。

• 第一个"#"，两边是"["与"J"，是\W和\w之间的位置。
  
• 第二个"#"，两边是"S"与"]"，也就是\w和\W之间的位置。
  
• 第三个"#"，两边是空格与"L"，也就是\W和\w之间的位置。
  
• 第四个"#"，两边是"1"与"."，也就是\w和\W之间的位置。
  
• 第五个"#"，两边是"."与"m"，也就是\W和\w之间的位置。
  
• 第六个"#"，其对应的位置是结尾，但其前面的字符"4"是\w，即\w和$之间的位置。
  

知道了\b的概念后，那么\B也就相对好理解了。

\B就是\b的反面的意思，非单词边界。例如在字符串中所有位置中，扣掉\b，剩下的都是\B的。

具体说来就是\w与\w、\W与\W、^与\W，\W与$之间的位置。

比如上面的例子，把所有\B替换成"#"：

var result = "[JS] Lesson_01.mp4".replace(/\B/g, '#');
console.log(result); 
// => "#[J#S]# L#e#s#s#o#n#_#0#1.m#p#4"
复制代码

2.3 (?=p)和(?!p)

(?=p)，其中p是一个子模式，即p前面的位置。

比如(?=l)，表示'l'字符前面的位置，例如：

var result = "hello".replace(/(?=l)/g, '#');
console.log(result); 
// => "he#l#lo"
复制代码

而(?!p)就是(?=p)的反面意思，比如：

var result = "hello".replace(/(?!l)/g, '#');

console.log(result); 
// => "#h#ell#o#"
复制代码

二者的学名分别是positive lookahead和negative lookahead。

中文翻译分别是正向先行断言和负向先行断言。

ES6中，还支持positive lookbehind和negative lookbehind。

具体是(?<=p)和(?。

也有书上把这四个东西，翻译成环视，即看看右边或看看左边。

但一般书上，没有很好强调这四者是个位置。

比如(?=p)，一般都理解成：要求接下来的字符与p匹配，但不能包括p的那些字符。

而在本人看来(?=p)就与^一样好理解，就是p前面的那个位置。

3. 位置的特性

对于位置的理解，我们可以理解成空字符""。

比如"hello"字符串等价于如下的形式：

"hello" == "" + "h" + "" + "e" + "" + "l" + "" + "l" + "o" + "";
复制代码

也等价于：

"hello" == "" + "" + "hello"
复制代码

因此，把/^hello$/写成/^^hello$$$/，是没有任何问题的：

var result = /^^hello$$$/.test("hello");
console.log(result); 
// => true
复制代码

甚至可以写成更复杂的:

var result = /(?=he)^^he(?=\w)llo$\b\b$/.test("hello");
console.log(result); 
// => true
复制代码

也就是说字符之间的位置，可以写成多个。

把位置理解空字符，是对位置非常有效的理解方式。

4. 相关案例

4.1 不匹配任何东西的正则

让你写个正则不匹配任何东西

easy，/.^/

因为此正则要求只有一个字符，但该字符后面是开头。

4.2 数字的千位分隔符表示法

比如把"12345678"，变成"12,345,678"。

可见是需要把相应的位置替换成","。

思路是什么呢？

4.2.1 弄出最后一个逗号

使用(?=\d{3}$)就可以做到：

var result = "12345678".replace(/(?=\d{3}$)/g, ',')
console.log(result); 
// => "12345,678"
复制代码

4.2.2 弄出所有的逗号

因为逗号出现的位置，要求后面3个数字一组，也就是\d{3}至少出现一次。

此时可以使用量词+：

var result = "12345678".replace(/(?=(\d{3})+$)/g, ',')
console.log(result); 
// => "12,345,678"
复制代码

4.2.3 匹配其余案例

写完正则后，要多验证几个案例，此时我们会发现问题：

var result = "123456789".replace(/(?=(\d{3})+$)/g, ',')
console.log(result); 
// => ",123,456,789"
复制代码

因为上面的正则，仅仅表示把从结尾向前数，一但是3的倍数，就把其前面的位置替换成逗号。因此才会出现这个问题。

怎么解决呢？我们要求匹配的到这个位置不能是开头。

我们知道匹配开头可以使用^，但要求这个位置不是开头怎么办？

easy，(?!^)，你想到了吗？测试如下：

var string1 = "12345678",
string2 = "123456789";
reg = /(?!^)(?=(\d{3})+$)/g;

var result = string1.replace(reg, ',')
console.log(result); 
// => "12,345,678"

result = string2.replace(reg, ',');
console.log(result); 
// => "123,456,789"
复制代码

4.2.4 支持其他形式

如果要把"12345678 123456789"替换成"12,345,678 123,456,789"。

此时我们需要修改正则，把里面的开头^和结尾$，替换成\b：

var string = "12345678 123456789",
reg = /(?!\b)(?=(\d{3})+\b)/g;

var result = string.replace(reg, ',')
console.log(result); 
// => "12,345,678 123,456,789"
复制代码

其中(?!\b)怎么理解呢？

要求当前是一个位置，但不是\b前面的位置，其实(?!\b)说的就是\B。

因此最终正则变成了：/\B(?=(\d{3})+\b)/g。

4.3 验证密码问题

密码长度6-12位，由数字、小写字符和大写字母组成，但必须至少包括2种字符。

此题，如果写成多个正则来判断，比较容易。但要写成一个正则就比较困难。

那么，我们就来挑战一下。看看我们对位置的理解是否深刻。

4.3.1 简化

不考虑“但必须至少包括2种字符”这一条件。我们可以容易写出：

var reg = /^[0-9A-Za-z]{6,12}$/;
复制代码

4.3.2 判断是否包含有某一种字符

假设，要求的必须包含数字，怎么办？此时我们可以使用(?=.*[0-9])来做。

因此正则变成：

var reg = /(?=.*[0-9])^[0-9A-Za-z]{6,12}$/;
复制代码

4.3.3 同时包含具体两种字符

比如同时包含数字和小写字母，可以用(?=.*[0-9])(?=.*[a-z])来做。

因此正则变成：

var reg = /(?=.*[0-9])(?=.*[a-z])^[0-9A-Za-z]{6,12}$/;
复制代码

4.3.4 解答

我们可以把原题变成下列几种情况之一：

1. 同时包含数字和小写字母
   
2. 同时包含数字和大写字母
   
3. 同时包含小写字母和大写字母
   
4. 同时包含数字、小写字母和大写字母
   

以上的4种情况是或的关系（实际上，可以不用第4条）。

最终答案是：

var reg = /((?=.*[0-9])(?=.*[a-z])|(?=.*[0-9])(?=.*[A-Z])|(?=.*[a-z])(?=.*[A-Z]))^[0-9A-Za-z]{6,12}$/;
console.log( reg.test("1234567") ); // false 全是数字
console.log( reg.test("abcdef") ); // false 全是小写字母
console.log( reg.test("ABCDEFGH") ); // false 全是大写字母
console.log( reg.test("ab23C") ); // false 不足6位
console.log( reg.test("ABCDEF234") ); // true 大写字母和数字
console.log( reg.test("abcdEF234") ); // true 三者都有
复制代码

4.3.5 解惑

上面的正则看起来比较复杂，只要理解了第二步，其余就全部理解了。

/(?=.*[0-9])^[0-9A-Za-z]{6,12}$/

对于这个正则，我们只需要弄明白(?=.*[0-9])^即可。

分开来看就是(?=.*[0-9])和^。

表示开头前面还有个位置（当然也是开头，即同一个位置，想想之前的空字符类比）。

(?=.*[0-9])表示该位置后面的字符匹配.*[0-9]，即，有任何多个任意字符，后面再跟个数字。

翻译成大白话，就是接下来的字符，必须包含个数字。

4.3.6 另外一种解法

“至少包含两种字符”的意思就是说，不能全部都是数字，也不能全部都是小写字母，也不能全部都是大写字母。

那么要求“不能全部都是数字”，怎么做呢？(?!p)出马！

对应的正则是：

var reg = /(?!^[0-9]{6,12}$)^[0-9A-Za-z]{6,12}$/;
复制代码

三种“都不能”呢？

最终答案是：

var reg = /(?!^[0-9]{6,12}$)(?!^[a-z]{6,12}$)(?!^[A-Z]{6,12}$)^[0-9A-Za-z]{6,12}$/;
console.log( reg.test("1234567") ); // false 全是数字
console.log( reg.test("abcdef") ); // false 全是小写字母
console.log( reg.test("ABCDEFGH") ); // false 全是大写字母
console.log( reg.test("ab23C") ); // false 不足6位
console.log( reg.test("ABCDEF234") ); // true 大写字母和数字
console.log( reg.test("abcdEF234") ); // true 三者都有
复制代码

第二章小结

位置匹配相关的案例，挺多的，不一而足。

掌握匹配位置的这6个锚字符，给我们解决正则问题一个新工具。

第三章 正则表达式括号的作用

不管哪门语言中都有括号。正则表达式也是一门语言，而括号的存在使这门语言更为强大。

对括号的使用是否得心应手，是衡量对正则的掌握水平的一个侧面标准。

括号的作用，其实三言两语就能说明白，括号提供了分组，便于我们引用它。

引用某个分组，会有两种情形：在JavaScript里引用它，在正则表达式里引用它。

本章内容虽相对简单，但我也要写长点。

内容包括：

1. 分组和分支结构
   
2. 捕获分组
3. 反向引用
4. 非捕获分组
5. 相关案例

1. 分组和分支结构

这二者是括号最直觉的作用，也是最原始的功能。

1.1 分组

我们知道/a+/匹配连续出现的“a”，而要匹配连续出现的“ab”时，需要使用/(ab)+/。

其中括号是提供分组功能，使量词+作用于“ab”这个整体，测试如下：

var regex = /(ab)+/g;
var string = "ababa abbb ababab";
console.log( string.match(regex) ); 
// => ["abab", "ab", "ababab"]
复制代码

1.2 分支结构

而在多选分支结构(p1|p2)中，此处括号的作用也是不言而喻的，提供了子表达式的所有可能。

比如，要匹配如下的字符串：

I love JavaScript

I love Regular Expression

可以使用正则：

var regex = /^I love (JavaScript|Regular Expression)$/;
console.log( regex.test("I love JavaScript") );
console.log( regex.test("I love Regular Expression") );
// => true
// => true复制代码

如果去掉正则中的括号，即/^I love JavaScript|Regular Expression$/，匹配字符串是"I love JavaScript"和"Regular Expression"，当然这不是我们想要的。

2. 引用分组

这是括号一个重要的作用，有了它，我们就可以进行数据提取，以及更强大的替换操作。

而要使用它带来的好处，必须配合使用实现环境的API。

以日期为例。假设格式是yyyy-mm-dd的，我们可以先写一个简单的正则：

var regex = /\d{4}-\d{2}-\d{2}/;
复制代码

然后再修改成括号版的：

var regex = /(\d{4})-(\d{2})-(\d{2})/;
复制代码

为什么要使用这个正则呢？

2.1 提取数据

比如提取出年、月、日，可以这么做：

var regex = /(\d{4})-(\d{2})-(\d{2})/;
var string = "2017-06-12";
console.log( string.match(regex) ); 
// => ["2017-06-12", "2017", "06", "12", index: 0, input: "2017-06-12"]
复制代码

match返回的一个数组，第一个元素是整体匹配结果，然后是各个分组（括号里）匹配的内容，然后是匹配下标，最后是输入的文本。（注意：如果正则是否有修饰符g，match返回的数组格式是不一样的）。

另外也可以使用正则对象的exec方法：

var regex = /(\d{4})-(\d{2})-(\d{2})/;
var string = "2017-06-12";
console.log( regex.exec(string) ); 
// => ["2017-06-12", "2017", "06", "12", index: 0, input: "2017-06-12"]
复制代码

同时，也可以使用构造函数的全局属性$1至$9来获取：

var regex = /(\d{4})-(\d{2})-(\d{2})/;
var string = "2017-06-12";

regex.test(string); // 正则操作即可，例如
//regex.exec(string);
//string.match(regex);

console.log(RegExp.$1); // "2017"
console.log(RegExp.$2); // "06"
console.log(RegExp.$3); // "12"
复制代码

2.2 替换

比如，想把yyyy-mm-dd格式，替换成mm/dd/yyyy怎么做？

var regex = /(\d{4})-(\d{2})-(\d{2})/;
var string = "2017-06-12";
var result = string.replace(regex, "$2/$3/$1");
console.log(result); 
// => "06/12/2017"
复制代码

其中replace中的，第二个参数里用$1、$2、$3指代相应的分组。等价于如下的形式：

var regex = /(\d{4})-(\d{2})-(\d{2})/;
var string = "2017-06-12";
var result = string.replace(regex, function() {
	return RegExp.$2 + "/" + RegExp.$3 + "/" + RegExp.$1;
});
console.log(result); 
// => "06/12/2017"
复制代码

也等价于：

var regex = /(\d{4})-(\d{2})-(\d{2})/;
var string = "2017-06-12";
var result = string.replace(regex, function(match, year, month, day) {
	return month + "/" + day + "/" + year;
});
console.log(result); 
// => "06/12/2017"
复制代码

3. 反向引用

除了使用相应API来引用分组，也可以在正则本身里引用分组。但只能引用之前出现的分组，即反向引用。

还是以日期为例。

比如要写一个正则支持匹配如下三种格式：

2016-06-12

2016/06/12

2016.06.12

最先可能想到的正则是:

var regex = /\d{4}(-|\/|\.)\d{2}(-|\/|\.)\d{2}/;
var string1 = "2017-06-12";
var string2 = "2017/06/12";
var string3 = "2017.06.12";
var string4 = "2016-06/12";
console.log( regex.test(string1) ); // true
console.log( regex.test(string2) ); // true
console.log( regex.test(string3) ); // true
console.log( regex.test(string4) ); // true
复制代码

其中/和.需要转义。虽然匹配了要求的情况，但也匹配"2016-06/12"这样的数据。

假设我们想要求分割符前后一致怎么办？此时需要使用反向引用：

var regex = /\d{4}(-|\/|\.)\d{2}\1\d{2}/;
var string1 = "2017-06-12";
var string2 = "2017/06/12";
var string3 = "2017.06.12";
var string4 = "2016-06/12";
console.log( regex.test(string1) ); // true
console.log( regex.test(string2) ); // true
console.log( regex.test(string3) ); // true
console.log( regex.test(string4) ); // false
复制代码

注意里面的\1，表示的引用之前的那个分组(-|\/|\.)。不管它匹配到什么（比如-），\1都匹配那个同样的具体某个字符。

我们知道了\1的含义后，那么\2和\3的概念也就理解了，即分别指代第二个和第三个分组。

看到这里，此时，恐怕你会有三个问题。

3.1 括号嵌套怎么办？

以左括号（开括号）为准。比如：

var regex = /^((\d)(\d(\d)))\1\2\3\4$/;
var string = "1231231233";
console.log( regex.test(string) ); // true
console.log( RegExp.$1 ); // 123
console.log( RegExp.$2 ); // 1
console.log( RegExp.$3 ); // 23
console.log( RegExp.$4 ); // 3
复制代码

我们可以看看这个正则匹配模式：

• 第一个字符是数字，比如说1，
  
• 第二个字符是数字，比如说2，
  
• 第三个字符是数字，比如说3，
  
• 接下来的是\1，是第一个分组内容，那么看第一个开括号对应的分组是什么，是123，
  
• 接下来的是\2，找到第2个开括号，对应的分组，匹配的内容是1，
  
• 接下来的是\3，找到第3个开括号，对应的分组，匹配的内容是23，
  
• 最后的是\4，找到第3个开括号，对应的分组，匹配的内容是3。
  

这个问题，估计仔细看一下，就该明白了。

3.2 \10表示什么呢？

另外一个疑问可能是，即\10是表示第10个分组，还是\1和0呢？

答案是前者，虽然一个正则里出现\10比较罕见。测试如下：

var regex = /(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(#) \10+/;
var string = "123456789# ######"
console.log( regex.test(string) );
// => true复制代码

3.3 引用不存在的分组会怎样？

因为反向引用，是引用前面的分组，但我们在正则里引用了不存在的分组时，此时正则不会报错，只是匹配反向引用的字符本身。例如\2，就匹配"\2"。注意"\2"表示对"2"进行了转意。

var regex = /\1\2\3\4\5\6\7\8\9/;
console.log( regex.test("\1\2\3\4\5\6\7\8\9") ); 
console.log( "\1\2\3\4\5\6\7\8\9".split("") );
复制代码

chrome浏览器打印的结果：

4. 非捕获分组

之前文中出现的分组，都会捕获它们匹配到的数据，以便后续引用，因此也称他们是捕获型分组。

如果只想要括号最原始的功能，但不会引用它，即，既不在API里引用，也不在正则里反向引用。此时可以使用非捕获分组(?:p)，例如本文第一个例子可以修改为：

var regex = /(?:ab)+/g;
var string = "ababa abbb ababab";
console.log( string.match(regex) ); 
// => ["abab", "ab", "ababab"]
复制代码

5. 相关案例

至此括号的作用已经讲完了，总结一句话，就是提供了可供我们使用的分组，如何用就看我们的了。

5.1 字符串trim方法模拟

trim方法是去掉字符串的开头和结尾的空白符。有两种思路去做。

第一种，匹配到开头和结尾的空白符，然后替换成空字符。如：

function trim(str) {
	return str.replace(/^\s+|\s+$/g, '');
}
console.log( trim("  foobar   ") ); 
// => "foobar"
复制代码

第二种，匹配整个字符串，然后用引用来提取出相应的数据：

function trim(str) {
	return str.replace(/^\s*(.*?)\s*$/g, "$1");
}
console.log( trim("  foobar   ") ); 
// => "foobar"
复制代码

这里使用了惰性匹配*?，不然也会匹配最后一个空格之前的所有空格的。

当然，前者效率高。

5.2 将每个单词的首字母转换为大写

function titleize(str) {
	return str.toLowerCase().replace(/(?:^|\s)\w/g, function(c) {
		return c.toUpperCase();
	});
}
console.log( titleize('my name is epeli') ); 
// => "My Name Is Epeli"
复制代码

思路是找到每个单词的首字母，当然这里不使用非捕获匹配也是可以的。

5.3 驼峰化

function camelize(str) {
	return str.replace(/[-_\s]+(.)?/g, function(match, c) {
		return c ? c.toUpperCase() : '';
	});
}
console.log( camelize('-moz-transform') ); 
// => "MozTransform"
复制代码

其中分组(.)表示首字母。单词的界定是，前面的字符可以是多个连字符、下划线以及空白符。正则后面的?的目的，是为了应对str尾部的字符可能不是单词字符，比如str是'-moz-transform    '。

5.4 中划线化

function dasherize(str) {
	return str.replace(/([A-Z])/g, '-$1').replace(/[-_\s]+/g, '-').toLowerCase();
}
console.log( dasherize('MozTransform') ); 
// => "-moz-transform"
复制代码

驼峰化的逆过程。

5.5 html转义和反转义

// 将HTML特殊字符转换成等值的实体
function escapeHTML(str) {
	var escapeChars = {
	  '¢' : 'cent',
	  '£' : 'pound',
	  '¥' : 'yen',
	  '€': 'euro',
	  '©' :'copy',
	  '®' : 'reg',
	  '<' : 'lt',
	  '>' : 'gt',
	  '"' : 'quot',
	  '&' : 'amp',
	  '\'' : '#39'
	};
	return str.replace(new RegExp('[' + Object.keys(escapeChars).join('') +']', 'g'), function(match) {
		return '&' + escapeChars[match] + ';';
	});
}
console.log( escapeHTML('
Blah blah blah
') );
// => "<div>Blah blah blah</div>";
复制代码

其中使用了用构造函数生成的正则，然后替换相应的格式就行了，这个跟本章没多大关系。

倒是它的逆过程，使用了括号，以便提供引用，也很简单，如下：

// 实体字符转换为等值的HTML。
function unescapeHTML(str) {
	var htmlEntities = {
	  nbsp: ' ',
	  cent: '¢',
	  pound: '£',
	  yen: '¥',
	  euro: '€',
	  copy: '©',
	  reg: '®',
	  lt: '<',
	  gt: '>',
	  quot: '"',
	  amp: '&',
	  apos: '\''
	};
	return str.replace(/\&([^;]+);/g, function(match, key) {
		if (key in htmlEntities) {
			return htmlEntities[key];
		}
		return match;
	});
}
console.log( unescapeHTML('<div>Blah blah blah</div>') );
// => "
Blah blah blah
"
复制代码

通过key获取相应的分组引用，然后作为对象的键。

5.6 匹配成对标签

要求匹配：

laoyao bye bye

不匹配：

"; var string2 = "

laoyao bye bye

"; var string3 = "