正则表达式匹配括号

匹配对称的括号
Matching Balanced Sets of Parentheses

对称的圆括号、方括号之类的符号匹配起来非常麻烦。在处理配置文件和源代码时，经常需要匹配对称的括号。例如，解析C语言代码时可能需要处理某个函数的所有参数。函数的参数包含在函数名称之后的括号里，而这些参数本身又有可能包含嵌套的函数调用或是算式中的括号。我们先不考虑嵌套的括号，你或许会想到「\bfoo\([^])*\」，但这行不通。

秉承C的光荣传统，我把示范函数命名为foo。表达式中的标记部分是用来捕获参数的。对于foo(2,4.0)和foo(somevar,3.7)之类的参数，这个表达式完全没问题。但是，它也可以匹配foo(bar(somevar),3.7)，这可不是我们需要的。所以要用到比「[^)]*」更聪明的办法。

为了匹配括号部分，我们可以尝试下面的这些正则表达式：

1. \(.*\) 括号及括号内部的任何字符。
2. \([^)]*\) 从一个开括号到最近的闭括号。
3. \([^()]*\) 从一个开括号到最近的闭括号，但是不容许其中包含开括号。

图5-1显示了对一行简单代码应用这些表达式的结果。

图5-1：三个表达式的匹配位置

我们看到，第一个正则表达式匹配的内容太多（注2），第二个正则表达式匹配的内容太少，第三个正则表达式无法匹配。孤立地看，第三个正则表达式能够匹配‘(this)’，但是因为表达式要求它必须紧接在foo之后，所以无法匹配。所以，这三个表达式都不合格。

真正的问题在于，大多数系统中，正则表达式无法匹配任意深度的嵌套结构。在很长的时间内，这是放之四海而皆准的规则，但是现在Perl、.NET和PCRE/PHP都提供了解决的办法（参见第328、436、475页）。但是，即使不用这些功能，我们也可以用正则表达式来匹配特定深度的嵌套括号，但不是任意深度的嵌套括号。处理单层嵌套的正则表达式是：
「\[^()]*(\([^()]*\)[^()]*)*\)」

这样类推下去，更深层次的嵌套就复杂得可怕。但是，下面的Perl程序，在指定嵌套深度$depth之后，生成的正则表达式可以匹配最大深度为$depth的嵌套括号。它使用的是Perl的“string x count”运算符，这个运算符会把string重复count次：
$regex = '\('.'(?:[^()]|\(' x $depth . '[^()]*' . '\))*' x $depth .'\)';

这个表达式留给读者分析。