JavaScript系列文章：详解正则表达式之一

Posted 2020-08-21 js-rocker

正则表达式是一个精巧的利器，经常用来在字符串中查找和替换，javascript语言参照Perl，也提供了正则表达式相关模块，开发当中非常实用，在一些类库或是框架中，比如jQuery，就存在大量的正则表达式，所以说学好正则表达式，是提高开发技能的一项基本要求。那么今天博主就来详细总结一下正则表达式的相关知识，希望不熟悉的同学们，也能够掌握正则表达式的原理及应用。

在JS中，创建正则表达式有两种方式，一种是字面量方式，一种是构造器方式，如下所示：

var regex = /\\w+/;

// 或者

var regex = new RegExp(\'\\\\w+\');

大家也许注意到，使用字面量要比构造器简洁得多，\\w表示一个word，匹配单个字母、数字或下划线，而使用RegExp构造器时，我们的正则变为了"\\\\w"，这是因为要在字符串中表示一个反斜杠\\，我们需要对其转义，也就是在前面再加一个转义字符\\。相信大家都知道，要在字面量正则中表达一个匹配反斜杠\\的正则，只需写成\\\\这样，但在字符串中表达这个正则，则是"\\\\\\\\"这个样子的，这是因为字符串中前两个表示一个反斜杠\\，后两个也表示一个反斜杠\\，最终在正则层面，结果还是\\\\。

对于上面两种创建形式，都可以加上一些后缀修饰符，这些修饰符可以单个使用，也可以组合起来使用：

/\\w+/g; // global search
/\\w+/i; // ignore case
/\\w+/m; // multi-line
/\\w+/u; // unicode
/\\w+/y; // sticky

/\\w+/gi;
new RegExp(\'\\\\w+\', \'gi\');

从英文注释来看，相信大家都大概都略知一二了，需要注意的是u和y修饰符，它们是ES6新增的特性，u表示启用Unicode模式，对于匹配中文特别有用，而y是sticky，“粘连”的意思，表示下次匹配时目标紧随当前匹配项，这个我们后面会介绍。

正则相关方法

有了正则表达式对象了，如何使用呢？JS中的正则和字符串在原型中均提供相应的方法，先来看看正则原型中的两个方法：

RegExp.prototype.test(str);
RegExp.prototype.exec(str);

上面的test()和exec()方法都需传入一个字符串，对这个字符串进行搜索和匹配，不同的是，test()方法会返回true或false，表示字符串和正则是否匹配，而exec()方法在匹配时返回一个匹配结果数组，如果不匹配，则只返回一个null值，下面来看看两者的差异：

// RegExp#test()

var regex = /hello/;
var result = regex.test(\'hello world\');   // true

// RegExp#exec()

var regex = /hello/;
var result = regex.exec(\'hello world\');   // [\'hello\']

对于exec()方法，如果正则中含有捕获组，匹配后则会出现在结果数组中：

// (llo)是一个捕获组

var regex = /he(llo)/;
var result = regex.exec(\'hello world\');   // [\'hello\', \'llo\']

开发当中，test()方法一般用于用户输入验证，比如邮箱验证，手机号验证等等，而exec()方法一般用于从特定内容中获取有价值的信息，比如从用户邮箱输入中获取其ID和邮箱类型，从手机号中获取此号码的归属地等等。

字符串相关方法

上面是正则原型中的两个方法，现在来看看字符串原型中都提供了哪些可用的方法：

String.prototype.search(regexp);
String.prototype.match(regexp);
String.prototype.split([separator[, limit]]);
String.prototype.replace(regexp|substr, newSubStr|function);

先来说说String#search()方法，它会根据正则参数对字符串进行匹配搜索，如果匹配成功，就返回第一次匹配处的索引，如果匹配失败，则返回-1。

// String#search()

\'hello world\'.search(/hello/);    // 0

\'hello world\'.search(/hi/);       // -1

String#match()方法跟RegExp#exec()方法相似，会返回结果数组，所不同的是，如果String#match()的正则参数中含有全局标记g，则结果中会只出现匹配的子串，而忽略捕获组，这一点与RegExp#exec()有些出入。且看下面代码：

// String#match()

\'hello hello\'.match(/he(llo)/);     // [\'hello\', \'llo\']

// String#match()遇到全局g修饰符时会舍弃捕获组

\'hello hello\'.match(/he(llo)/g);    // [\'hello\', \'hello\']

// RegExp#exec()仍旧包含捕获组

/he(llo)/g.exec(\'hello hello\');     // [\'hello\', \'llo\']

所以，如果需要总是将捕获组作为结果返回，应该使用RegExp#exec()方法，而不是String#match()方法。

接下来说说String#split()方法，这个方法用于将字符串分割，然后返回一个包含其子串的数组结果，其中separator和limit参数都是可选的，separator可指定为字符串或正则，limit指定返回结果个数的最大限制。如果separator省略，该方法的数组结果中仅包含自身源字符串；如果sparator指定一个空字符串，则源字符串将被以字符为单位进行分割；如果separator是非空字符串或正则表达式，则该方法会以此参数为单位对源字符串进行分割处理。下面代码演示了该方法的使用：

// String#split()

\'hello\'.split();                  // ["hello"]
\'hello\'.split(\'\');                // ["h", "e", "l", "l", "o"]
\'hello\'.split(\'\', 3);             // ["h", "e", "l"]

// 指定一个非空字符串

var source = \'hello world\';
var result = source.split(\' \');   // ["hello", "world"]

// 或者使用正则表达式

var result = source.split(/\\s/);  // ["hello", "world"]

如果separtor是一个正则表达式，并且正则中包含捕获组，则捕获组也会出现在结果数组中：

// String#split() 正则捕获组

var source = \'matchandsplit\';

var result = source.split(\'and\');     // ["match", "split"]

var result = source.split(/and/);     // ["match", "split"]

// 正则中含捕获组

var result = source.split(/(and)/);   // ["match", "and", "split"]

最后来介绍一下String#replace()方法，它会同时执行查找和替换两个操作。

从上面的函数签名来看，该方法会接受两个参数：第一个参数可以是一个正则表达式，也可以是一个字符串，它们都表示将要匹配的子串；第二个参数可以指定一个字符串或是一个函数，如果指定一个字符串，表示这个字符串将会替换掉已匹配到的子串，如果指定一个函数，则函数的返回值会替换掉已匹配的子串。

String#replace()方法最终会返回一个新的已经过替换的字符串。下面分别演示了replace方法的使用：

// String#replace()

var source = \'matchandsplitandreplace\';

var result = source.replace(\'and\', \'-\');  // "match-splitandreplace"

// 或者

var result = source.replace(/and/, function() {
    return \'-\';
});                                       // "match-splitandreplace"

从上面的代码中可以看到，\'and\'被替换成了\'-\'，但我们同时也注意到，只有第一个\'and\'被替换了，后面的并没有被处理。这里我们就需要了解，String#replace()方法只对第一次出现的匹配串进行替换，如果我们需要全局替换，需要将第一个参数指定为正则表达式，并追加全局g修饰符，就像下面这样：

// String#replace() 全局替换

var source = \'matchandsplitandreplace\';

var result = source.replace(/and/g, \'-\'); // "match-split-replace"

var result = source.replace(/and/g, function() {
    return \'-\';
});                                       // "match-split-replace"

初学者看到上面的代码，可能会觉得疑惑，对于第二个参数，直接指定一个字符串也挺简单的嘛，我们为何要使用一个函数然后再返回一个值呢。我们看看下面的例子就知道了：

// String#replace() 替换函数的参数列表

var source = \'matchandsplitandreplace\';

var result = source.replace(/(a(nd))/g, function(match, p1, p2, offset, string) {
  
    console.group(\'match:\');
    console.log(match, p1, p2, offset, string);
    console.groupEnd();

    return \'-\';
});                                       // "match-split-replace"

上面代码中，第一个参数是正则表达式，其中包含了两个捕获组(and)和(nd)，第二个参数指定一个匿名函数，其函数列表中有一些参数：match, p1, p2, offset, string，分别对应匹配到的子串、第一个捕获组、第二个捕获组、匹配子串在源字符串中的索引、源字符串，我们可以称这个匿名函数为“replacer”或“替换函数”，在替换函数的参数列表中，match、offset和string在每一次匹配时总是存在的，而中间的p1、p2等捕获组，String#replace()方法会根据实际匹配情况去填充，当然，我们还可以根据arguments获取到这些参数值。

下面是代码运行后的控制台打印结果：

现在来看，指定一个函数要比指定一个字符串功能强的多，每次匹配都能获取到这些有用的信息，我们可以对其进行一些操作处理，最后再返回一个值，作为要替换的新子串。所以推荐在调用String#replace()方法时，使用上面这种方式。

上面是String类与正则相关的常用方法，需要注意的是，String#search()和String#match()方法签名中参数均为正则对象，如果我们传递了其他类型的参数，会被隐式转换为正则对象，具体的步骤是先调用参数值的toString()方法得到字符串类型的值，然后调用new RegExp(val)得到正则对象：

// -> String#search(new RegExp(val.toString()))

\'123 123\'.search(1);        // 0
\'true false\'.search(true);  // 0

\'123 123\'.search(\'\\\\s\');    // 3

var o = {
    toString: function() {
        return \'\\\\s\';
    }
};
\'123 123\'.search(o);        // 3

// -> String#match(new RegExp(val.toString()))

\'123 123\'.match(1);         // ["1"]
\'true false\'.match(true);   // ["true"]

\'123 123\'.match(\'\\\\s\');     // [" "]

var o = {
    toString: function() {
        return \'1(23)\';
    }
};
\'123 123\'.match(o);         // ["123", "23"]

而split()和replace()方法不会将字符串转为正则表达式对象，对于其他类型值，只会调用其toString()方法将参数值转为字符串，也不会进一步向正则转换，大家可以亲自测试一下。

以上就是正则的相关基本知识及常用方法，限于篇幅原因，更多关于正则表达式的内容，博主会安排在下一篇中介绍和讲解，敬请期待。 

 

参考资料：

https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/RegExp

https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/JavaScript/Reference/Global_Objects/String

https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/JavaScript/Guide/Regular_Expressions

http://es6.ruanyifeng.com/#docs/regex