原子组与防止回溯 [正则表达式]

原子组与防止回溯

在一些特殊情况下,因为回溯会使得引擎的效率极其低下。

让我们看一个例子:要匹配这样的字串,字串中的每个字段间用逗号做分隔符,第12个字段由P开头。

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,<

>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<<^>>。

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