.NET正则匹配模式
1概述匹配模式指的是一些可以改变正则表达式匹配行为的选项或修饰符。不同的语言支持的匹配模式不同，使用的方式也不同。 一般可分为全局和内联两种。下面主要介绍.NET中的匹配模式，其它语言的匹配模式，后续视情况补充。 2匹配模式2.1全局匹配模式和内联匹配模式概述.NET中的全局匹配模式是通过RegexOptions枚举值指定的，可以按位“或”进行组合，全局匹配模式只能作用于整个正则表达式。全局匹配模式提供的模式更多，可以灵活的动态指定匹配模式。 而内联匹配模式是通过在正则表达式中，使用(?imnsx-imnsx:)或(?imnsx-imnsx)的分组构造来改变正则表达式的匹配行为的。内联匹配模式更灵活、简洁，但是提供的模式较少。 下表摘自MSDN，部分说明做了修改。
2.2全局匹配模式下面根据各种模式使用的频率进行讲解。 2.2.1IgnoreCase忽略大小写几乎所有支持正则的语言中都提供了这一模式，是应用最多的模式之一，同时也是被“滥”用最多的模式之一。 开启忽略大小写模式，则字符可以同时匹配大写或小写形式。比如在此模式下，正则表达式“<br>”可同时匹配“<br>”和“<BR>” 但并不是所有的字符都有大小写形式，所以在书写的正则中，如果不存在可区分大小写形式的元字符或是字符序列时，开启这一模式是没有任何意义的。 比如替换一般的html标签的正则表达式 stringresult =Regex.Replace(srcStr,@"<[^>]*>","",RegexOptions.IgnoreCase); 因为<[^>]*>没有哪一个元字符或是字符序列具有大小写形式，所以这里的RegexOptions.IgnoreCase是多余的，用在这里虽然不会改变匹配结果，但是会降低匹配效率，同时这也不是一个好的习惯。 只有在正则表达式中，注意是正则表达式中，而不是待匹配的源字符串中，涉及到大小写形式的元字符或是字符序列时，才使用IgnoreCase模式。 2.2.2Multiline多行模式多行模式改变的是“^”和“$”的匹配行为，使“^”和“$”不仅可以匹配整个字符串的开始和结束位置，还可以匹配每行的开始和结束位置。 首先说明一下“行”的范围。虽然我们在程序中习惯用“rn”来表示换行，但实际上“r”和“n”是不相关的两个字符，一个表示回车，一个表示换行。由于历史原因，“r”并不是所有系统都支持的，所以“行”是由“n”来分割的，其中“n”属于前一“行”，而不属于后一“行”。 举例来说，字符串“arnbcrn”共有三行，“arn”为一行，“bcrn”为一行，最后还有一个“”空行。 2.2.2.1在不开启多行模式情况下，“^”和“$”匹配范围“^”的匹配范围 MatchCollectionmc =Regex.Matches("arnbcrn",@"^"); foreach(Matchminmc) { richTextBox2.Text +="匹配内容："+ m.Value +"匹配开始索引："+ m.Index +"匹配长度："+ m.Length +"n"; } /*--------输出-------- 匹配内容：匹配开始索引：0匹配长度：0 */ “$”的匹配范围 MatchCollectionmc =Regex.Matches("arnbcrn",@"$"); foreach(Matchminmc) { richTextBox2.Text +="匹配内容："+ m.Value +"匹配开始索引："+ m.Index +"匹配长度："+ m.Length +"n"; } /*--------输出-------- 匹配内容：匹配开始索引：6匹配长度：0 匹配内容：匹配开始索引：7匹配长度：0 */ 注意：这里需要注意的是，在没有开启多行模式时，字符串结尾如果是“n”，那么“$”是可以匹配两个位置的，一个是“n”前的位置，一个是字符串结束位置。字符串结尾如果不是“n”，那么“$”就只匹配字符串结束位置。 MatchCollectionmc =Regex.Matches("arnbcr",@"$"); foreach(Matchminmc) { richTextBox2.Text +="匹配内容："+ m.Value +"匹配开始索引："+ m.Index +"匹配长度："+ m.Length +"n"; } /*--------输出-------- 匹配内容：匹配开始索引：6匹配长度：0 */ 2.2.2.2在开启了多行模式后，“^”和“$”匹配范围“^”的匹配范围 MatchCollectionmc =Regex.Matches("arnbcrn",@"^",RegexOptions.Multiline); foreach(Matchminmc) { richTextBox2.Text +="匹配内容："+ m.Value +"匹配开始索引："+ m.Index +"匹配长度："+ m.Length +"n"; } /*--------输出-------- 匹配内容：匹配开始索引：0匹配长度：0 匹配内容：匹配开始索引：3匹配长度：0 匹配内容：匹配开始索引：7匹配长度：0 */ “$”的匹配范围 MatchCollectionmc =Regex.Matches("arnbcrn",@"$",RegexOptions.Multiline); foreach(Matchminmc) { richTextBox2.Text +="匹配内容："+ m.Value +"匹配开始索引："+ m.Index +"匹配长度："+ m.Length +"n"; } /*--------输出-------- 匹配内容：匹配开始索引：2匹配长度：0 匹配内容：匹配开始索引：6匹配长度：0 匹配内容：匹配开始索引：7匹配长度：0 */ 2.2.2.3匹配结果分析“^”匹配结果分析 在不开启多行模式时，“^”只匹配字符串的开始位置，也就是位置0。 在开启了多行模式后，“^”匹配字符串开始位置和每个“n”之后的行起始位置。 “$”匹配结果分析 在不开启多行模式时，如果字符结尾是“n”，那么“$”会匹配结尾“n”之前和结束两个位置。 在开启多行模式后，“$”匹配每行“n”之前的位置和字符串结束位置。 需要注意的是，在.NET中，无论是否开启多行模式，“^”和“$”匹配的都只是一个位置，是零宽度的。其它语言中“^”和“$”的意义可能会有所不同。 只有在正则表达式中涉及到多行的“^”和“$”的匹配时，才使用Multiline模式。 2.2.2.4应用举例典型应用一（参考正则中加字符的问题）： 需求描述： fffffffffff fffffffffff dfdfdfdf erererere ferewfdfds 每行后面加一个“ttt”，即为 fffffffffffttt fffffffffffttt dfdfdfdfttt ererererettt ferewfdfdsttt 代码实现： stringresult =Regex.Replace(yourStr,@"^.*$","$0ttt",RegexOptions.Multiline);
典型应用二 需求描述： 源字符串 CODE39/CODE93: A-Z space,-,.,$,/,+,%
CODE128A: A-Z 0-9 space,!,",#,%,&,…,(,)*,逗号,<,=,>,?,@,[,],^,_
CODE128B: A-Z a-z 0-9 space,_,{,},|,~
CODE2of5: 0-9
说明： CODE128A:->条码类别 A-Z 0-9 space,_->表示范围 要求分别匹配出条码类别和表示范围 代码实现： MatchCollectionmc =Regex.Matches(yourStr,@"(?<type>[^n:]+):s*(?<range>(^(?!s*$).*$n?)*)",RegexOptions.Multiline); foreach(Matchminmc) { richTextBox2.Text +="条码类别：n"+ m.Groups["type"].Value +"n"; richTextBox2.Text +="表示范围：n"+ m.Groups["range"].Value +"n"; } /*--------输出-------- 条码类别： CODE39/CODE93 表示范围： A-Z space,%
条码类别： CODE128A 表示范围： A-Z 0-9 space,…,_
条码类别： CODE128B 表示范围： A-Z a-z 0-9 space,~
条码类别： CODE2of5 表示范围： 0-9 */ 2.2.3Singleline单行模式单行模式改变的是小数点“.”的匹配行为，使小数点可以匹配包含换行符“n”在内的任意一个字符。 这是一个很不幸的命名，总让人误会它与Multiline多行模式是有关联的，而事实上它改变的是小数点的匹配行为，与Multiline多行模式没有任何关联，由于历史原因，这一不幸的命名被保留了下来。使用时需要注意。 单行模式通常在匹配有换行的文本时使用，采用小数点+单行模式的方式匹配任意字符，在.NET中是效率最高的。参考正则基础之——小数点。 典型应用： 源字符串： <a>There is one obvious advantage:</a> <div> <p> You've seen it coming!<br/> Buy now and get nothing for free!<br/> Well,at least no free beer. Perhaps a bear,<br/> if you can afford it. </p> </div> <a>Now that you've got...</a> <div> <p> your bear,you have to admit it!<br/> No,we aren't selling bears. </p> </div> 需求：取<div>标签之间的内容 代码实现： MatchCollectionmc =Regex.Matches(yourStr,@"<div[^>]*>(?:(?!</divb).)*</div>",RegexOptions.Singleline|RegexOptions.IgnoreCase); foreach(Matchminmc) { richTextBox2.Text += m.Value +"n-------------------n"; } /*--------输出-------- <div> <p> You've seen it coming!<br/> Buy now and get nothing for free!<br/> Well,<br/> if you can afford it. </p> </div> ------------------- <div> <p> your bear,you have to admit it!<br/> No,we aren't selling bears. </p> </div> ------------------- */ 2.2.4Compiled编译模式Compiled改变的是.NET中正则表达式的编译方式。启用了Compiled模式，会延长启动时间，占用更多的内存，会提高匹配速度。当然，对最终性能的影响，需要根据具体问题综合考虑的。这一模式也是被“滥”用最多的模式之一。 程序运行过程中，第一次遇到正则表达式，需要加载正则引擎，对正则表达式进行必要的语法检查，并做适当的优化，最后把它转换为适合正则引擎应用的形式。这种“解析”过程，对于复杂的正则表达式，频繁调用或是匹配较大的数据源时，对效率的影响较大。 这时可以在构建正则表达式时开启Compiled模式。这样做会将正则表达式直接编译为MSIL代码，在正则匹配过程中，可以由JIT优化为更快的本地机器代码，获得更高的匹配速度。但这种方式会降低正则的解析速度，占用更多的内存，而且它占用的内存在程序运行过程中会一直占用，无法释放。 什么场景下使用Compiled模式，需要根据实际情况具体问题具体分析，一般来说，以下场景不适合使用Compiled模式： 1.对匹配效率没有要求的场景； 2.非常简单的正则表达式； 3.极少调用的方法中声明的正则表达式； 4.循环体中声明的正则表达式（除了动态生成的正则表达式，否则不要在循环体内声明正则表达式）； 5.静态方法中声明的正则表达式（静态方法每次调用都需要重新编辑正则表达式，使用Compiled模式只会降低效率）。 2.2.5RightToLeft从右到左模式RightToLeft改变的是正则表达式匹配的顺序，从右到左进行匹配。目前只有.NET支持这一模式，但它对这一模式的支持并不是很完善，有时容易让人费解，所以除非对源字符串的构成很了解，而且又不得不使用的情况，否则不要轻易使用这一模式。 典型应用（参考求一个好的算法）： 一个由字母组成的字符串，最长14位，要求每隔2位加一个逗号，最左边不加，求一个好的算法 例：“abcdefg” 返回“a,bc,de,fg” 代码实现： stringtest ="abcdefg"; stringresult =Regex.Replace(yourStr,@"(?<!^)[a-zA-Z]{2}",$0",RegexOptions.RightToLeft); 2.2.6None这一模式指定不开启任何模式。在.NET中RegexOptions枚举值是按位“或”组合，None模式我目前只找到一种应用场景，就是在动态生成正则表达式时，动态指定模式时使用。 ///<summary> ///动态生成正则参数列表 ///</summary> ///<returns></returns> privateRegexOptionsgetParameter() { RegexOptionsroList =RegexOptions.None; if(cbIgnoreCase.Checked) { roList = roList |RegexOptions.IgnoreCase; }
if(cbSingleline.Checked) { roList = roList |RegexOptions.Singleline; } if(cbMultiline.Checked) { roList = roList |RegexOptions.Multiline; } if(cbCompiled.Checked) { roList = roList |RegexOptions.Compiled; } if(cbRightToLelft.Checked) { roList = roList |RegexOptions.RightToLeft; } returnroList; } 2.2.7ExplicitCapture这一模式改变的是普通捕获组的匹配行为。将普通捕获组解释为非捕获组，只有显式命名的命名捕获组才当作捕获组使用。 捕获组的作用是将括号()内子表达式匹配到的内容保存到内存中一个组里，供以后引用，在.NET中捕获组有两种形式 (Expression)普通捕获组 (?<name>Expression)命名捕获组 其它形式的(?...)都不是捕获组。 但是(Expression)这种捕获组语法规则也带来一个副作用，在一些不得不使用()的场合，会默认为使用了捕获组，将匹配到的内容保存到内存中，而有些情况下这些内容并不需要关心的，浪费了系统资源，降低了匹配效率，所以才有了非捕获组(?:Expression)的出现，来抵消这一副作用。而非捕获组带来的另一个副作用的就是可读性的降低。 ExplicitCapture模式是为了在不牺牲匹配效率的前提下，提高正则表达式的可读性，一般在命名捕获组和普通捕获组混合出现，而又不关心普通捕获组的正则表达式中使用，如取链接和文字的正则表达式中 MatchCollectionmc =Regex.Matches(yourStr,@"(?is)<a((?!href=).)*href=(?<s>['""]?)(?<url>[^""'s>]*)k<s>[^>]*>(?<text>((?!</a>).)*)</a>",RegexOptions.ExplicitCapture); foreach(Matchminmc) { richTextBox2.Text += m.Groups["url"].Value +"n"; richTextBox2.Text += m.Groups["text"].Value +"n"; } 开启ExplicitCapture模式对正则表达式解释行为的影响，可以参考如下举例，匹配时间的正则表达式 未开启ExplicitCapture模式 stringtest ="<li title="截至2009-07-28 20:45:49，用户的总技术分为：5988；截至2009-07-26日，用户的总技术分排名为：4133">(...)</li>"; Regexreg =newRegex(@"([01][0-9]|2[0-3])(:[0-5][0-9]){2}"); MatchCollectionmc = reg.Matches(test); foreach(Matchminmc) { richTextBox2.Text += m.Value +"n"; richTextBox2.Text += m.Groups[1].Value +"n"; richTextBox2.Text += m.Groups[2].Value +"n"; } /*--------输出-------- 20:45:49 20 :49 */ 开启ExplicitCapture模式 stringtest ="<li title="截至2009-07-28 20:45:49，用户的总技术分为：5988；截至2009-07-26日，用户的总技术分排名为：4133">(...)</li>"; Regexreg =newRegex(@"([01][0-9]|2[0-3])(:[0-5][0-9]){2}"); MatchCollectionmc = reg.Matches(test); foreach(Matchminmc) { richTextBox2.Text += m.Value +"n"; richTextBox2.Text += m.Groups[1].Value +"n"; richTextBox2.Text += m.Groups[2].Value +"n"; } /*--------输出-------- 20:45:49 */ 一般来说，关心的只是整个正则表达式匹配的整体，启用了ExplicitCapture模式后，“([01][0-9]|2[0-3])”和“(:[0-5][0-9])”将不会被解释为捕获组，匹配到的内容也不会保存到内存中。 开启ExplicitCapture模式虽然可以提高正则表达式的可读性，但ExplicitCapture这一模式本身容易被人忽略，所以这种模式应用得也比较少。 一旦使用了ExplicitCapture模式，要注意的是，除非你清楚捕获组的编号规则，否则尽量不要再使用number方式进行反向引用，可以使用k<name>方式进行反向引用。 Regexreg =newRegex(@"href=(['""]?)(?<url>[^'""s>]+)1",RegexOptions.ExplicitCapture); MatchCollectionmc = reg.Matches(yourStr); foreach(Matchminmc) { richTextBox2.Text += m.Value +"n"; } 以上匹配链接的代码通常是得不到任何结果的，因为这里“1”引用的内容，不再是“(['""]?)”匹配到的内容，而是“(?<url>[^'""s>]+)”匹配到的内容，等价于“(?<url>[^'""s>]+)k<url>”，而这样的字符串，通常是不存在的。 2.2.8IgnorePatternWhitespace这一模式忽略正则表达式中的非转义空白字符，并启用“#”后面的注释，通常用于增强正则表达式的可读性或是用于教学目的。 举个例子基本上就会明白了 stringtest ="(One) and ( Two (Three) Four)."; Regexreg =newRegex(@"(#普通开括弧 (?>#固化分组 ((?<OPEN>)#遇到开括弧'OPEN'计数加1 |#分支结构 )(?<-OPEN>)#遇到闭括弧'OPEN'计数减1 |#分支结构 [^()]+#非括弧的其它任意字符 )*#以上子串出现0次或任意多次 (?(OPEN)(?!))#判断是否还有'OPEN'，有则说明不配对，什么都不匹配 )#普通闭括弧 ",RegexOptions.IgnorePatternWhitespace); MatchCollectionmc = reg.Matches(test); foreach(Matchminmc) { richTextBox2.Text += m.Value +"n"; } 其中的空白字符被忽略，“#”及该行后面的内容被解释为注释。 2.2.9ECMAScript这一模式将按ECMA的JavaScript语义来解析正则表达式。通常影响的是以下元字符的匹配行为 w、W、d、D、s、S 使得以上元字符只能匹配ASCII码字符，而不再是匹配相应的Unicode字符。 事实上比如需求中明确要求只匹配英文字母，数字，下划线，而不包含汉字等字符，那么完全可以用“[A-Za-z0-9_]”，而不使用“w”，虽然不够简洁，但可读性更好，语义更明确。 这一模式在.NET中的应用比较少，如不清楚什么场景下应该使用，可以忽略这一模式。 2.2.10CultureInvariant这一模式指定忽略语言中的区域性差异。一般与IgnoreCase模式一起使用，这一模式的应用场景很少，一般可以忽略，无需了解。 2.3内联匹配模式内联匹配模式在正则表达式内部使用，可以改变局部子表达式的匹配行为，内联匹配模式支持的模式较少，仅有immsx五种，但使用起来更简洁，更灵活。在.NET中支持(?imnsx-imnsx:)和(?imnsx-imnsx)两种形式。 各内联匹配模式对应的全局匹配模式见匹配模式列表。以下仅就(?i)忽略大小写模式进行讲解，其它模式类同。 2.3.1(?imnsx-imnsx:)形式语法：(?i:Expression) 这种语法规则表达为括号内的子表达式开启忽略大小写模式。 举例：^[A-Z](?i:[A-Z]{9,19})$ 以上正则表示，首字符必须为大写字母，后面跟9到19个大小写字母。 string[] test =newstring[] {"Abc","AbcdefGHIjklmn","abcdefghijklmn"}; Regexreg =newRegex(@"^[A-Z](?i:[A-Z]{9,19})$"); foreach(stringsintest) { richTextBox2.Text +="源字符串："+ s.PadRight(15,' ') +"匹配结果："+ reg.IsMatch(s) +"n"; } /*--------输出-------- 源字符串：Abc匹配结果：False 源字符串：AbcdefGHIjklmn匹配结果：True 源字符串：abcdefghijklmn匹配结果：False */ 语法：(?-i:Expression) 这种语法规则表达为括号内的子表达式关闭忽略大小写模式。通常与全局匹配模式配合使用，表示全局为忽略大小写的，局部为严格区分大小写。 举例：<div id="(?-i:TEST)" [^>]*>[ws]+</div> 以上正则表示，div标签中，仅匹配id为全大写的“TEST”的标签内容，其余标签不匹配。 stringtest ="<DIV id="Test" class="create">first</div> and <DIV id="TEST" class="delete">second</div>"; Regexreg =newRegex(@"<div id=""(?-i:TEST)""[^>]*>[ws]+</div>",RegexOptions.IgnoreCase); MatchCollectionmc = reg.Matches(test); foreach(Matchminmc) { richTextBox2.Text += m.Value +"n"; } /*--------输出-------- <DIV id="TEST" class="delete">second</div> */ 2.3.2(?imnsx-imnsx)语法：(?i)或(?-i) (?i)为所在位置右侧的子表达式开启忽略大小写模式，直到出现(?-i)或者到表达式结束为止；(?-i)为所在位置右侧的子表达式关闭忽略大小写模式，直到出现(?i)或者到表达式结束为止。 通常在正则表达式开始位置使用(?i)来代替RegexOptions.IgnoreCase，使代码更简洁。如提取链接和文字的正则表达式 MatchCollectionmc =Regex.Matches(yourStr,@"(?is)<a(?:(?!href=).)*href=(['""]?)(?<url>[^""'s>]*)1[^>]*>(?<text>(?:(?!</a>).)*)</a>"); foreach(Matchminmc) { richTextBox2.Text += m.Groups["url"].Value +"n"; richTextBox2.Text += m.Groups["text"].Value +"n"; } 3小结.NET中的正则匹配模式基本上已讲解完了，最后再来总结一下各匹配模式的应用场景吧。
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