解讀C#中的正則表達(dá)式

本文摘自LTP.NET知識(shí)庫(kù)。

regexp規(guī)則類(lèi)包含在System.Text.RegularExpressions.dll文件中,在對(duì)應(yīng)用軟件進(jìn)行編譯時(shí)你必須引用這個(gè)文件:

System.Text.RegularExpressions.dll

名字空間簡(jiǎn)介

在名字空間中僅僅包含著6個(gè)類(lèi)和一個(gè)定義,它們是:

Capture: 包含一次匹配的結(jié)果;

CaptureCollection: Capture的序列;

Group: 一次組記錄的結(jié)果,由Capture繼承而來(lái);

Match: 一次表達(dá)式的匹配結(jié)果,由Group繼承而來(lái);

MatchCollection: Match的一個(gè)序列;

MatchEvaluator: 執(zhí)行替換操作時(shí)使用的代理;

Regex: 編譯后的表達(dá)式的實(shí)例。

Regex類(lèi)中還包含一些靜態(tài)的方法

Escape: 對(duì)字符串中的regex中的轉(zhuǎn)義符進(jìn)行轉(zhuǎn)義;

IsMatch: 如果表達(dá)式在字符串中匹配,該方法返回一個(gè)布爾值;

Match: 返回Match的實(shí)例;

Matches: 返回一系列的Match的方法;

Replace: 用替換字符串替換匹配的表達(dá)式;

Split: 返回一系列由表達(dá)式?jīng)Q定的字符串;

Unescape:不對(duì)字符串中的轉(zhuǎn)義字符轉(zhuǎn)義。

簡(jiǎn)單匹配

先從使用Regex、Match類(lèi)的簡(jiǎn)單表達(dá)式開(kāi)始學(xué)習(xí)。

Match m = Regex.Match("abracadabra", "(a|b|r)+");

例:

if (m.Success)...

如果想使用匹配的字符串,可以把它轉(zhuǎn)換成一個(gè)字符串:

Console.WriteLine("Match="+m.ToString());

輸出: Match=abra。

這就是匹配的字符串。

字符串的替換

簡(jiǎn)單字符串的替換非常直觀。

例如下面的語(yǔ)句:

string s = Regex.Replace("abracadabra", "abra", "zzzz");

它返回字符串zzzzcadzzzz,所有匹配的字符串都被替換成了zzzzz。

現(xiàn)在我們來(lái)看一個(gè)比較復(fù)雜的字符串替換的例子:

string s = Regex.Replace(" abra ", @"^\s*(.*?)\s*$", "$1");

這個(gè)語(yǔ)句返回字符串a(chǎn)bra,其前導(dǎo)和后綴的空格都去掉了。

上面的模式對(duì)于刪除任意字符串中的前導(dǎo)和后續(xù)空格都非常有用。

在C#中,我們還經(jīng)常使用字母字符串,在一個(gè)字母字符串中,編譯程序不把字符“ \” 作為轉(zhuǎn)義字符處理。在使用字符“\”指定轉(zhuǎn)義字符時(shí),@"..."是非常有用的。

另外值得一提的是$1在字符串替換方面的使用,它表明替換字符串只能包含被替換的字符串。

匹配引擎的細(xì)節(jié)

接下來(lái)通過(guò)一個(gè)組結(jié)構(gòu)來(lái)理解一個(gè)稍微復(fù)雜的例子:

string text = "abracadabra1abracadabra2abracadabra3";    
string pat = @"    
  ????( # 第一個(gè)組的開(kāi)始    
  ???? abra # 匹配字符串a(chǎn)bra    
  ???? ( # 第二個(gè)組的開(kāi)始    
  ???? cad # 匹配字符串cad    
  ???? )? # 第二個(gè)組結(jié)束(可選)    
  ????) # 第一個(gè)組結(jié)束    
  ????+ # 匹配一次或多次    
  ????"; 
   
  ??//利用x修飾符忽略注釋    
  ??Regex r = new Regex(pat, "x"); 
   
  ??//獲得組號(hào)碼的清單    
  ??int[] gnums = r.GetGroupNumbers(); 
   
  ??//首次匹配    
  ??Match m = r.Match(text); 
   
  ??while (m.Success)    
  ?? {    
  ??//從組1開(kāi)始    
  ?? for (int i = 1; i < gnums.Length; i++) 
   
  ????{ 
   
  ????Group g = m.Group(gnums[i]); 
   
  ??//獲得這次匹配的組    
  ????Console.WriteLine("Group"+gnums[i]+"=["+g.ToString()+"]"); 
   
  ??//計(jì)算這個(gè)組的起始位置和長(zhǎng)度    
  ????CaptureCollection cc = g.Captures; 
   
  ????for (int j = 0; j < cc.Count; j++) 
   
  ???? { 
   
  ???? Capture c = cc[j]; 
   
  ???? Console.WriteLine(" Capture" + j + "=["+c.ToString() 
   
  ?????? + "] Index=" + c.Index + " Length=" + c.Length); 
   
  ???? }    
  ????}    
  ??//下一個(gè)匹配    
  ?? m = m.NextMatch();    
  ?? }

這個(gè)例子的輸出如下所示:

Group1=[abra] 
   
  ??????Capture0=[abracad] Index=0 Length=7 
   
  ??????Capture1=[abra] Index=7 Length=4 
   
  ??Group2=[cad] 
   
  ??????Capture0=[cad] Index=4 Length=3 
   
  ??Group1=[abra] 
   
  ??????Capture0=[abracad] Index=12 Length=7 
   
  ??????Capture1=[abra] Index=19 Length=4 
   
  ??Group2=[cad] 
   
  ??????Capture0=[cad] Index=16 Length=3 
   
  ??Group1=[abra] 
   
  ??????Capture0=[abracad] Index=24 Length=7 
   
  ??????Capture1=[abra] Index=31 Length=4 
   
  ??Group2=[cad] 
   
  ??????Capture0=[cad] Index=28 Length=3

我們首先從考查字符串pat開(kāi)始,pat中包含有表達(dá)式。

第一個(gè)capture是從第一個(gè)圓括號(hào)開(kāi)始的,然后表達(dá)式將匹配到一個(gè)abra。

第二個(gè)capture組從第二個(gè)圓括號(hào)開(kāi)始,但第一個(gè)capture組還沒(méi)有結(jié)束,這意味著第一個(gè)組匹配的結(jié)果是abracad ,而第二個(gè)組的匹配結(jié)果僅僅是cad。

因此如果通過(guò)使用?符號(hào)而使cad成為一項(xiàng)可選的匹配,匹配的結(jié)果就可能是abra或abracad。

然后,第一個(gè)組就會(huì)結(jié)束,通過(guò)指定+符號(hào)要求表達(dá)式進(jìn)行多次匹配。

現(xiàn)在我們來(lái)看看匹配過(guò)程中發(fā)生的情況。

首先,通過(guò)調(diào)用Regex的constructor方法建立表達(dá)式的一個(gè)實(shí)例,并在其中指定各種選項(xiàng)。

在這個(gè)例子中,由于在表達(dá)式中有注釋?zhuān)虼诉x用了x選項(xiàng),另外還使用了一些空格。

打開(kāi)x選項(xiàng),表達(dá)式將會(huì)忽略注釋和其中沒(méi)有轉(zhuǎn)義的空格。

然后,取得表達(dá)式中定義的組的編號(hào)的清單。

你當(dāng)然可以顯性地使用這些編號(hào),在這里使用的是編程的方法。

如果使用了命名的組,作為一種建立快速索引的途徑這種方法也十分有效。

接下來(lái)是完成第一次匹配。

通過(guò)一個(gè)循環(huán)測(cè)試當(dāng)前的匹配是否成功,接下來(lái)是從group 1開(kāi)始重復(fù)對(duì)組清單執(zhí)行這一操作。

在這個(gè)例子中沒(méi)有使用group 0的原因是group 0是一個(gè)完全匹配的字符串,如果要通過(guò)收集全部匹配的字符串作為一個(gè)單一的字符串,就會(huì)用到group 0了。

我們跟蹤每個(gè)group中的CaptureCollection。

通常情況下每次匹配、每個(gè)group中只能有一個(gè)capture,但本例中的Group1則有兩個(gè)capture:Capture0和Capture1。

如果你僅需要Group1的ToString,就會(huì)只得到abra,當(dāng)然它也會(huì)與abracad匹配。

組中ToString的值就是其CaptureCollection中最后一個(gè)Capture的值,這正是我們所需要的。

如果你希望整個(gè)過(guò)程在匹配abra后結(jié)束,就應(yīng)該從表達(dá)式中刪除+符號(hào),讓regex引擎知道我們只需要對(duì)表達(dá)式進(jìn)行匹配。

基于過(guò)程和基于表達(dá)式方法的比較

一般情況下,使用正則表達(dá)式的用戶可以分為以下二大類(lèi):

第一類(lèi)用戶盡量不使用正則表達(dá)式,而是使用過(guò)程來(lái)執(zhí)行一些需要重復(fù)的操作;

第二類(lèi)用戶則充分利用正則表達(dá)式處理引擎的功能和威力,而盡可能少地使用過(guò)程。

對(duì)于我們大多數(shù)用戶而言,最好的方案莫過(guò)于二者兼而用之了。

希望這篇文章能夠說(shuō)明.NET語(yǔ)言中regexp類(lèi)的作用以及它在性能和復(fù)雜性之間的優(yōu)、劣點(diǎn)。

基于過(guò)程的模式

我們?cè)诰幊讨薪?jīng)常需要用到的一個(gè)功能是對(duì)字符串中的一部分進(jìn)行匹配或其他一些對(duì)字符串處理,下面是一個(gè)對(duì)字符串中的單詞進(jìn)行匹配的例子:

string text = "the quick red fox jumped over the lazy brown dog."; 
System.Console.WriteLine("text=[" + text + "]"); 
string result = ""; 
string pattern = @"\w+|\W+"; 
foreach (Match m in Regex.Matches(text, pattern)) 
{ 
   
  ??// 取得匹配的字符串    
  ?? string x = m.ToString(); 
   
  ??// 如果第一個(gè)字符是小寫(xiě)    
  ?? if (char.IsLower(x[0])) 
   
  ??// 變成大寫(xiě)    
  ??x = char.ToUpper(x[0]) + x.Substring(1, x.Length-1); 
   
  ??// 收集所有的字符    
  ?? result += x; 
 } 
   
System.Console.WriteLine("result=[" + result + "]");

正象上面的例子所示,我們使用了C#語(yǔ)言中的foreach語(yǔ)句處理每個(gè)匹配的字符,并完成相應(yīng)的處理,在這個(gè)例子中,新創(chuàng)建了一個(gè)result字符串。

這個(gè)例子的輸出所下所示:

text=[the quick red fox jumped over the lazy brown dog.] 
result=[The Quick Red Fox Jumped Over The Lazy Brown Dog.]

基于表達(dá)式的模式

完成上例中的功能的另一條途徑是通過(guò)一個(gè)MatchEvaluator,新的代碼如下所示:

static string CapText(Match m) 
   
  ????{ 
   
  ??//取得匹配的字符串 
   
  ????string x = m.ToString(); 
   
  ??// 如果第一個(gè)字符是小寫(xiě) 
   
  ????if (char.IsLower(x[0])) 
   
  ??// 轉(zhuǎn)換為大寫(xiě) 
   
  ???? return char.ToUpper(x[0]) + x.Substring(1, x.Length-1); 
   
  ????return x; 
   
  ????} 
   
  ???? 
   
  ?? static void Main() 
   
  ????{ 
   
  ????string text = "the quick red fox jumped over the 
   
  ???? lazy brown dog."; 
   
  ????System.Console.WriteLine("text=[" + text + "]"); 
   
  ????string pattern = @"\w+"; 
   
  ????string result = Regex.Replace(text, pattern, 
   
  ?? new MatchEvaluator(Test.CapText)); 
   
  ????System.Console.WriteLine("result=[" + result + "]"); 
   
  ????}

同時(shí)需要注意的是,由于僅僅需要對(duì)單詞進(jìn)行修改而無(wú)需對(duì)非單詞進(jìn)行修改,這個(gè)模式顯得非常簡(jiǎn)單。

本文來(lái)自木莊網(wǎng)絡(luò)博客> 解讀C#中的正則表達(dá)式

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