正则表达式专题(JS版)之8、正则表达式编程
什么叫知识，能指导我们实践的东西才叫知识。
学习一样东西，如果不能使用，最多只能算作纸上谈兵。正则表达式的学习，也不例外。
掌握了正则表达式的语法后，下一步，也是关键的一步，就是在真实世界中使用它。
那么如何使用正则表达式呢？有哪些关键的点呢？本章就解决这个问题。
内容包括
- 正则表达式的四种操作
- 相关API注意要点
- 真实案例
1. 正则表达式的四种操作
正则表达式是匹配模式，不管如何使用正则表达式，万变不离其宗，都需要先“匹配”。
有了匹配这一基本操作后，才有其他的操作：验证、切分、提取、替换。
进行任何相关操作，也需要宿主引擎相关API的配合使用。当然，在JS中，相关API也不多。
1.1 验证
验证是正则表达式最直接的应用，比如表单验证。
在说验证之前，先要说清楚匹配是什么概念。
所谓匹配，就是看目标字符串里是否有满足匹配的子串。因此，“匹配”的本质就是“查找”。
有没有匹配，是不是匹配上，判断是否的操作，即称为“验证”。
这里举一个例子，来看看如何使用相关API进行验证操作的。
比如，判断一个字符串中是否有数字。
- 使用
search
var regex = /\d/;
var string = "abc123";
console.log( !!~string.search(regex) );
// => true
- 使用
test
var regex = /\d/;
var string = "abc123";
console.log( regex.test(string) );
// => true
- 使用
match
var regex = /\d/;
var string = "abc123";
console.log( !!string.match(regex) );
// => true
- 使用
exec
var regex = /\d/;
var string = "abc123";
console.log( !!regex.exec(string) );
// => true
其中，最常用的是test。
1.2 切分
匹配上了，我们就可以进行一些操作，比如切分。
所谓“切分”，就是把目标字符串，切成一段一段的。在JS中使用的是split。
比如，目标字符串是”html,css,javascript”，按逗号来切分：
var regex = /,/;
var string = "html,css,javascript";
console.log( string.split(regex) );
// => ["html", "css", "javascript"]
又比如，如下的日期格式：
2017/06/26
2017.06.26
2017-06-26
可以使用split“切出”年月日：
var regex = /\D/;
console.log( "2017/06/26".split(regex) );
console.log( "2017.06.26".split(regex) );
console.log( "2017-06-26".split(regex) );
// => ["2017", "06", "26"]
// => ["2017", "06", "26"]
// => ["2017", "06", "26"]
1.3 提取
虽然整体匹配上了，但有时需要提取部分匹配的数据。
此时正则通常要使用分组引用（分组捕获）功能，还需要配合使用相关API。
这里，还是以日期为例，提取出年月日。注意下面正则中的括号：
match
var regex = /^(\d{4})\D(\d{2})\D(\d{2})$/;
var string = "2017-06-26";
console.log( string.match(regex) );
// =>["2017-06-26", "2017", "06", "26", index: 0, input: "2017-06-26"]
exec
var regex = /^(\d{4})\D(\d{2})\D(\d{2})$/;
var string = "2017-06-26";
console.log( regex.exec(string) );
// =>["2017-06-26", "2017", "06", "26", index: 0, input: "2017-06-26"]
test
var regex = /^(\d{4})\D(\d{2})\D(\d{2})$/;
var string = "2017-06-26";
regex.test(string);
console.log( RegExp.$1, RegExp.$2, RegExp.$3 );
// => "2017" "06" "26"
search
var regex = /^(\d{4})\D(\d{2})\D(\d{2})$/;
var string = "2017-06-26";
string.search(regex);
console.log( RegExp.$1, RegExp.$2, RegExp.$3 );
// => "2017" "06" "26"
replace
var regex = /^(\d{4})\D(\d{2})\D(\d{2})$/;
var string = "2017-06-26";
var date = [];
string.replace(regex, function(match, year, month, day) {
date.push(year, month, day);
});
console.log(date);
// => ["2017", "06", "26"]
其中，最常用的是match。
1.4 替换
找，往往不是目的，通常下一步是为了替换。在JS中，使用replace进行替换。
比如把日期格式，从yyyy-mm-dd替换成yyyy/mm/dd：
var string = "2017-06-26";
var today = new Date( string.replace(/-/g, "/") );
console.log( today );
// => Mon Jun 26 2017 00:00:00 GMT+0800 (中国标准时间)
这里只是简单地应用了一下replace。但，replace方法是强大的，是需要重点掌握的。
2. 相关API注意要点
从上面可以看出用于正则操作的方法，共有6个，字符串实例4个，正则实例2个：
String#search
String#split
String#match
String#replace
RegExp#test
RegExp#exec
本文不打算详细地讲解它们的方方面面细节，具体可以参考《JavaScript权威指南》的第三部分。本文重点列出一些容易忽视的地方，以飨读者。
2.1 search和match的参数问题
我们知道字符串实例的那4个方法参数都支持正则和字符串。
但search和match，会把字符串转换为正则的。
var string = "2017.06.27";
console.log( string.search(".") );
// => 0
//需要修改成下列形式之一
console.log( string.search("\\.") );
console.log( string.search(/\./) );
// => 4
// => 4
console.log( string.match(".") );
// => ["2", index: 0, input: "2017.06.27"]
//需要修改成下列形式之一
console.log( string.match("\\.") );
console.log( string.match(/\./) );
// => [".", index: 4, input: "2017.06.27"]
// => [".", index: 4, input: "2017.06.27"]
console.log( string.split(".") );
// => ["2017", "06", "27"]
console.log( string.replace(".", "/") );
// => "2017/06.27"
2.2 match返回结果的格式问题
match返回结果的格式，与正则对象是否有修饰符g有关。
var string = "2017.06.27";
var regex1 = /\b(\d+)\b/;
var regex2 = /\b(\d+)\b/g;
console.log( string.match(regex1) );
console.log( string.match(regex2) );
// => ["2017", "2017", index: 0, input: "2017.06.27"]
// => ["2017", "06", "27"]
没有g，返回的是标准匹配格式，即，数组的第一个元素是整体匹配的内容，接下来是分组捕获的内容，然后是整体匹配的第一个下标，最后是输入的目标字符串。
有g，返回的是所有匹配的内容。
当没有匹配时，不管有无g，都返回null。
2.3 exec比match更强大
当正则没有g时，使用match返回的信息比较多。但是有g后，就没有关键的信息index了。
而exec方法就能解决这个问题，它能接着上一次匹配后继续匹配：
var string = "2017.06.27";
var regex2 = /\b(\d+)\b/g;
console.log( regex2.exec(string) );
console.log( regex2.lastIndex);
console.log( regex2.exec(string) );
console.log( regex2.lastIndex);
console.log( regex2.exec(string) );
console.log( regex2.lastIndex);
console.log( regex2.exec(string) );
console.log( regex2.lastIndex);
// => ["2017", "2017", index: 0, input: "2017.06.27"]
// => 4
// => ["06", "06", index: 5, input: "2017.06.27"]
// => 7
// => ["27", "27", index: 8, input: "2017.06.27"]
// => 10
// => null
// => 0
其中正则实例lastIndex属性，表示下一次匹配开始的位置。
比如第一次匹配了“2017”，开始下标是0，共4个字符，因此这次匹配结束的位置是3，下一次开始匹配的位置是4。
从上述代码看出，在使用exec时，经常需要配合使用while循环：
var string = "2017.06.27";
var regex2 = /\b(\d+)\b/g;
var result;
while ( result = regex2.exec(string) ) {
console.log( result, regex2.lastIndex );
}
// => ["2017", "2017", index: 0, input: "2017.06.27"] 4
// => ["06", "06", index: 5, input: "2017.06.27"] 7
// => ["27", "27", index: 8, input: "2017.06.27"] 10
2.4 修饰符g，对exex和test的影响
上面提到了正则实例的lastIndex属性，表示尝试匹配时，从字符串的lastIndex位开始去匹配。
字符串的四个方法，每次匹配时，都是从0开始的，即lastIndex属性始终不变。
而正则实例的两个方法exec、test，当正则是全局匹配时，每一次匹配完成后，都会修改lastIndex。下面让我们以test为例，看看你是否会迷糊：
var regex = /a/g;
console.log( regex.test("a"), regex.lastIndex );
console.log( regex.test("aba"), regex.lastIndex );
console.log( regex.test("ababc"), regex.lastIndex );
// => true 1
// => true 3
// => false 0
注意上面代码中的第三次调用test，因为这一次尝试匹配，开始从下标lastIndex即3位置处开始查找，自然就找不到了。
如果没有g，自然都是从字符串第0个字符处开始尝试匹配：
var regex = /a/;
console.log( regex.test("a"), regex.lastIndex );
console.log( regex.test("aba"), regex.lastIndex );
console.log( regex.test("ababc"), regex.lastIndex );
// => true 0
// => true 0
// => true 0
2.5 test整体匹配时需要使用^和$
这个相对容易理解，因为test是看目标字符串中是否有子串匹配正则，即有部分匹配即可。
如果，要整体匹配，正则前后需要添加开头和结尾：
console.log( /123/.test("a123b") );
// => true
console.log( /^123$/.test("a123b") );
// => false
console.log( /^123$/.test("123") );
// => true
2.6 split相关注意事项
split方法看起来不起眼，但要注意的地方有两个的。
第一，它可以有第二个参数，表示结果数组的最大长度：
var string = "html,css,javascript";
console.log( string.split(/,/, 2) );
// =>["html", "css"]
第二，正则使用分组时，结果数组中是包含分隔符的：
var string = "html,css,javascript";
console.log( string.split(/(,)/) );
// =>["html", ",", "css", ",", "javascript"]
2.7 replace是很强大的
《JavaScript权威指南》认为exec是这6个API中最强大的，而我始终认为replace才是最强大的。因为它也能拿到该拿到的信息，然后可以假借替换之名，做些其他事情。
总体来说replace有两种使用形式，这是因为它的第二个参数，可以是字符串，也可以是函数。
当第二个参数是字符串时，如下的字符有特殊的含义：
$1,$2,…,$99匹配第1~99个分组里捕获的文本$&匹配到的子串文本$`` 匹配到的子串的左边文本$’匹配到的子串的右边文本$$` 美元符号
例如，把”2,3,5”，变成”5=2+3”：
var result = "2,3,5".replace(/(\d+),(\d+),(\d+)/, "$3=$1+$2");
console.log(result);
// => "5=2+3"
又例如，把”2,3,5”，变成”222,333,555”:
var result = "2,3,5".replace(/(\d+)/g, "$&$&$&");
console.log(result);
// => "222,333,555"
再例如，把”2+3=5”，变成”2+3=2+3=5=5”:
var result = "2+3=5".replace(/=/, "$&$`$&$'$&");
console.log(result);
// => "2+3=2+3=5=5"
当第二个参数是函数时，我们需要注意该回调函数的参数具体是什么：
"1234 2345 3456".replace(/(\d)\d{2}(\d)/g, function(match, $1, $2, index, input) {
console.log([match, $1, $2, index, input]);
});
// => ["1234", "1", "4", 0, "1234 2345 3456"]
// => ["2345", "2", "5", 5, "1234 2345 3456"]
// => ["3456", "3", "6", 10, "1234 2345 3456"]
此时我们可以看到replace拿到的信息，并不比exec少。
2.8 使用构造函数需要注意的问题
一般不推荐使用构造函数生成正则，而应该优先使用字面量。因为用构造函数会多写很多\。
var string = "2017-06-27 2017.06.27 2017/06/27";
var regex = /\d{4}(-|\.|\/)\d{2}\1\d{2}/g;
console.log( string.match(regex) );
// => ["2017-06-27", "2017.06.27", "2017/06/27"]
regex = new RegExp("\\d{4}(-|\\.|\\/)\\d{2}\\1\\d{2}", "g");
console.log( string.match(regex) );
// => ["2017-06-27", "2017.06.27", "2017/06/27"]
2.9 修饰符
ES5中修饰符，共3个：
g全局匹配，即找到所有匹配的，单词是global
i忽略字母大小写，单词ingoreCase
m多行匹配，只影响^和$，二者变成行的概念，即行开头和行结尾。单词是multiline
当然正则对象也有相应的只读属性：
var regex = /\w/img;
console.log( regex.global );
console.log( regex.ignoreCase );
console.log( regex.multiline );
// => true
// => true
// => true
2.10 source属性
正则实例对象属性，除了global、ingnoreCase、multiline、lastIndex属性之外，还有一个source属性。
它什么时候有用呢？
比如，在构建动态的正则表达式时，可以通过查看该属性，来确认构建出的正则到底是什么：
var className = "high";
var regex = new RegExp("(^|\\s)" + className + "(\\s|$)");
console.log( regex.source )
// => (^|\s)high(\s|$) 即字符串"(^|\\s)high(\\s|$)"
2.11 构造函数属性
构造函数的静态属性基于所执行的最近一次正则操作而变化。除了是$1,…,$9之外，还有几个不太常用的属性（有兼容性问题）：
RegExp.input最近一次目标字符串，简写成RegExp["$_"]RegExp.lastMatch最近一次匹配的文本，简写成RegExp["$&"]RegExp.lastParen最近一次捕获的文本，简写成RegExp["$+"]RegExp.leftContext目标字符串中lastMatch之前的文本，简写成RegExp[“$`“]RegExp.rightContext目标字符串中lastMatch之后的文本，简写成RegExp["$'"]
测试代码如下：
var regex = /([abc])(\d)/g;
var string = "a1b2c3d4e5";
string.match(regex);
console.log( RegExp.input );
console.log( RegExp["$_"]);
// => "a1b2c3d4e5"
console.log( RegExp.lastMatch );
console.log( RegExp["$&"] );
// => "c3"
console.log( RegExp.lastParen );
console.log( RegExp["$+"] );
// => "3"
console.log( RegExp.leftContext );
console.log( RegExp["$`"] );
// => "a1b2"
console.log( RegExp.rightContext );
console.log( RegExp["$'"] );
// => "d4e5"
3. 真实案例
3.1 使用构造函数生成正则表达式
我们知道要优先使用字面量来创建正则，但有时正则表达式的主体是不确定的，此时可以使用构造函数来创建。模拟getElementsByClassName方法，就是很能说明该问题的一个例子。
这里getElementsByClassName函数的实现思路是：
- 比如要获取className为”high”的dom元素；
- 首先生成一个正则：
/(^|\s)high(\s|$)/； - 然后再用其逐一验证页面上的所有dom元素的类名，拿到满足匹配的元素即可。
代码如下(可以直接复制到本地查看运行效果)：
<p class="high">1111</p>
<p class="high">2222</p>
<p>3333</p>
<script>
function getElementsByClassName(className) {
var elements = document.getElementsByTagName("*");
var regex = new RegExp("(^|\\s)" + className + "(\\s|$)");
var result = [];
for (var i = 0; i < elements.length; i++) {
var element = elements[i];
if (regex.test(element.className)) {
result.push(element)
}
}
return result;
}
var highs = getElementsByClassName('high');
highs.forEach(function(item) {
item.style.color = 'red';
});
</script>
3.2 使用字符串保存数据
一般情况下，我们都愿意使用数组来保存数据。但我看到有的框架中，使用的却是字符串。
使用时，仍需要把字符串切分成数组。虽然不一定用到正则，但总感觉酷酷的，这里分享如下：
var utils = {};
"Boolean|Number|String|Function|Array|Date|RegExp|Object|Error".split("|").forEach(function(item) {
utils["is" + item] = function(obj) {
return {}.toString.call(obj) == "[object " + item + "]";
};
});
console.log( utils.isArray([1, 2, 3]) );
// => true
3.3 if语句中使用正则替代&&
比如，模拟ready函数，即加载完毕后再执行回调（不兼容ie的）：
var readyRE = /complete|loaded|interactive/;
function ready(callback) {
if (readyRE.test(document.readyState) && document.body) {
callback()
}
else {
document.addEventListener(
'DOMContentLoaded',
function () {
callback()
},
false
);
}
};
ready(function() {
alert("加载完毕！")
});
3.4 使用强大的replace
因为replace方法比较强大，有时用它根本不是为了替换，只是拿其匹配到的信息来做文章。
这里以查询字符串（querystring）压缩技术为例，注意下面replace方法中，回调函数根本没有返回任何东西。
function compress(source) {
var keys = {};
source.replace(/([^=&]+)=([^&]*)/g, function(full, key, value) {
keys[key] = (keys[key] ? keys[key] + ',' : '') + value;
});
var result = [];
for (var key in keys) {
result.push(key + '=' + keys[key]);
}
return result.join('&');
}
console.log( compress("a=1&b=2&a=3&b=4") );
// => "a=1,3&b=2,4"
3.5 综合运用
最后这里再做个简单实用的正则测试器。
具体效果如下：
代码，直接贴了，相信你能看得懂：
<section>
<div id="err"></div>
<input id="regex" placeholder="请输入正则表达式">
<input id="text" placeholder="请输入测试文本">
<button id="run">测试一下</button>
<div id="result"></div>
</section>
<style>
section{
display:flex;
flex-direction:column;
justify-content:space-around;
height:300px;
padding:0 200px;
}
section *{
min-height:30px;
}
#err {
color:red;
}
#result{
line-height:30px;
}
.info {
background:#00c5ff;
padding:2px;
margin:2px;
display:inline-block;
}
</style>
<script>
(function() {
// 获取相应dom元素
var regexInput = document.getElementById("regex");
var textInput = document.getElementById("text");
var runBtn = document.getElementById("run");
var errBox = document.getElementById("err");
var resultBox = document.getElementById("result");
// 绑定点击事件
runBtn.onclick = function() {
// 清除错误和结果
errBox.innerHTML = "";
resultBox.innerHTML = "";
// 获取正则和文本
var text = textInput.value;
var regex = regexInput.value;
if (regex == "") {
errBox.innerHTML = "请输入正则表达式";
} else if (text == "") {
errBox.innerHTML = "请输入测试文本";
} else {
regex = createRegex(regex);
if (!regex) return;
var result, results = [];
// 没有修饰符g的话，会死循环
if (regex.global) {
while(result = regex.exec(text)) {
results.push(result);
}
} else {
results.push(regex.exec(text));
}
if (results[0] == null) {
resultBox.innerHTML = "匹配到0个结果";
return;
}
// 倒序是有必要的
for (var i = results.length - 1; i >= 0; i--) {
var result = results[i];
var match = result[0];
var prefix = text.substr(0, result.index);
var suffix = text.substr(result.index + match.length);
text = prefix
+ '<span class="info">'
+ match
+ '</span>'
+ suffix;
}
resultBox.innerHTML = "匹配到" + results.length + "个结果:<br>" + text;
}
};
// 生成正则表达式，核心函数
function createRegex(regex) {
try {
if (regex[0] == "/") {
regex = regex.split("/");
regex.shift();
var flags = regex.pop();
regex = regex.join("/");
regex = new RegExp(regex, flags);
} else {
regex = new RegExp(regex, "g");
}
return regex;
} catch(e) {
errBox.innerHTML = "无效的正则表达式";
return false;
}
}
})();
</script>
第七章小结
相关API的注意点，本章基本上算是一网打尽了。
至于文中的例子，都是点睛之笔，没有详细解析。如有理解不透的，建议自己敲一敲。
后记
其实本文首发于：正则表达式系列总结 - 知乎专栏
原文是一个系列。一直等到老姚成为掘金的专栏作者，经过仔细考虑，在掘金平台没有采用系列形式，而是合成为了一篇文章。这样既便于读者阅读，最起码能一气呵成地阅读。同时也便于作者统一回复留言。
文章要结束了，最后还要有几点说明。
1. 需要注意的地方
本文主要讨论的是JavaScript的正则表达式，更精确地说是ES5的正则表达式。
JavaScript的正则表达式引擎是传统型NFA的，因此本系列的讨论是适合任何一门正则引擎是传统型NFA的编程语言。当然，市面上大部分语言的正则引擎都是这种的。而JS里正则涉及到的所有语法要点，是这种引擎支持的核心子集。也就是说，要学正则表达式，不妨以JS正则为出发点。
2. 参考资料
当然本文不是无本之末。主要参考的是几本书籍。
以下书籍中核心章节都认真阅读过，甚至阅读多遍。
《JavaScript权威指南》，看完本系列，再去看书中的第10章，你就知道了什么叫字字珠玑。
《精通正则表达式》，权威且比较杂乱，我阅读的第一本正则表达式书籍。
《正则表达式必知必会》，这是我看的第二本正则，看完后，确定自己算是入门了。
《正则指引》，《精通正则表达式》的译者写的，相对清晰。
《正则表达式入门》，我看的是英文版的，对于已经入门的我，基本没多少收获了。
《正则表达式经典实例》，除了第3章，比较杂外，也有收获，以实例为主导的一本书。
《JavaScript Regular Expressions》，为数不多转讲JS正则的。页数不多，也有收获。
《高性能JavaScript 》第5章，我看的是英文版的。第5章，讲了回溯和优化。
《JavaScript忍者秘籍》第7章，大概讲了一下正则的用法，几个例子还不错。
《JavaScript高级程序设计》第5.4节，比较简短的介绍。
使用的工具：
Regulex，一款可视化工具ProcessOn - 免费在线作图，实时协作LICEcap – 灵活好用，GIF 屏幕录制工具
3. 个人感悟
要多写文章的
首先，我十分感谢读者。读者能在信息泛滥的网络里，点击我的文章进来瞧两眼，这都是对其注意力的消费。更何况，还有很多童鞋都认真读了，甚至给我挑毛病，这都是对我的帮助。不知有多少童鞋是从头读到这里的，不妨留言打卡，让我知道你是用心的读者，而并非简简单单地收藏一下，然后就再也不曾看过了。
说到要写文章，其目的是以教为学。看似为了教，其实是为了学。能教会别人才算自己真正学会了，最起码形成了文字，通过了自己的语言逻辑这一关。如果还能有人指出你的错误认知，那样收获就更大了，何乐而不为呢？
很多书中都提到类似的观点，例如《知道做到》《好好学习》《与时间做朋友》《暗时间》等。
以教为学的其他手段
当然，以教为学的手段还有很多，比如翻译一本书。我私下已经翻译了好几本（窃喜^_^）。
可以从薄点的书籍开始，比如100页左右的。基本上使用有道就可以了，也不用要求自己一词一句的翻译，能用自己的话说明白就行了。说到这里，不得不提起，我们的阮一峰大神，在我看来，他就是成功地应用这种模式的。看完外文的文章，理解明白了，用自己的话说一说，再形成自己的简练风格。
恐怕你可能说自己的英文水平不够，没信心尝试。相信我，熟悉了常用词汇（比如literal翻译成字面量）后，配合有道翻译，薄点的书，一天翻译一章是没问题的。当然前提是你懂相关领域，不然是没办法意译的。
最后一种以教为学的手段是，写一本书。写文章是基础，文章多了，自然而言就可以写成一本书。当然，写书强调的是整体架构，所以文章最好成体系。
你看看那些国内专业书籍的作者，一般都事先翻译过几本书的。最起码在前端领域，我就看到了好几位是这么干的。翻译明白了，学会了，用自己的角度去弄出一本书还是相对很容易的。
虽然，本人并未曾写过书，但上述方法，我始终相信是可行的。
最后，我们该想到，陆游诗人对前端界做出的最大贡献是：
纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。
本文完。
作者：老姚
链接：https://juejin.im/post/5965943ff265da6c30653879
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