ECMAScript 正则的扩展
ES6 RegExp 构造函数 新用法
正则的扩展
RegExp 构造函数
在 ES5 中,RegExp
构造函数的参数有两种情况。
第一种情况是,参数是字符串,这时第二个参数表示正则表达式的修饰符(flag)。
第二种情况是,参数是一个正则表示式,这时会返回一个原有正则表达式的拷贝。
但是,ES5 不允许此时使用第二个参数添加修饰符,否则会报错。
ES6 改变了这种行为。如果RegExp
构造函数第一个参数是一个正则对象,那么可以使用第二个参数指定修饰符。而且,返回的正则表达式会忽略原有的正则表达式的修饰符,只使用新指定的修饰符。
上面代码中,原有正则对象的修饰符是ig
,它会被第二个参数i
覆盖。
字符串的正则方法
ES6 出现之前,字符串对象共有 4 个方法,可以使用正则表达式:match()
、replace()
、search()
和split()
。
ES6 将这 4 个方法,在语言内部全部调用RegExp
的实例方法,从而做到所有与正则相关的方法,全都定义在RegExp
对象上。
String.prototype.match
调用RegExp.prototype[Symbol.match]
String.prototype.replace
调用RegExp.prototype[Symbol.replace]
String.prototype.search
调用RegExp.prototype[Symbol.search]
String.prototype.split
调用RegExp.prototype[Symbol.split]
(1)点字符
点(.
)字符在正则表达式中,含义是除了换行符以外的任意单个字符。对于码点大于0xFFFF
的 Unicode 字符,点字符不能识别,必须加上u
修饰符。
上面代码表示,如果不添加u
修饰符,正则表达式就会认为字符串为两个字符,从而匹配失败。
(2)Unicode 字符表示法
ES6 新增了使用大括号表示 Unicode 字符,这种表示法在正则表达式中必须加上u
修饰符,才能识别当中的大括号,否则会被解读为量词。
上面代码表示,如果不加u
修饰符,正则表达式无法识别\u{61}
这种表示法,只会认为这匹配 61 个连续的u
。
(3)量词
使用u
修饰符后,所有量词都会正确识别码点大于0xFFFF
的 Unicode 字符。
(4)预定义模式
u
修饰符也影响到预定义模式,能否正确识别码点大于0xFFFF
的 Unicode 字符。
上面代码的\S
是预定义模式,匹配所有非空白字符。只有加了u
修饰符,它才能正确匹配码点大于0xFFFF
的 Unicode 字符。
利用这一点,可以写出一个正确返回字符串长度的函数。
(6)转义
没有u
修饰符的情况下,正则中没有定义的转义(如逗号的转义\,
)无效,而在u
模式会报错。
上面代码中,没有u
修饰符时,逗号前面的反斜杠是无效的,加了u
修饰符就报错。
RegExp.prototype.unicode 属性
正则实例对象新增unicode
属性,表示是否设置了u
修饰符。
上面代码中,正则表达式是否设置了u
修饰符,可以从unicode
属性看出来。
y 修饰符
除了u
修饰符,ES6 还为正则表达式添加了y
修饰符,叫做“粘连”(sticky)修饰符。
y
修饰符的作用与g
修饰符类似,也是全局匹配,后一次匹配都从上一次匹配成功的下一个位置开始。不同之处在于,g
修饰符只要剩余位置中存在匹配就可,而y
修饰符确保匹配必须从剩余的第一个位置开始,这也就是“粘连”的涵义。
上面代码有两个正则表达式,一个使用g
修饰符,另一个使用y
修饰符。这两个正则表达式各执行了两次,第一次执行的时候,两者行为相同,剩余字符串都是_aa_a
。由于g
修饰没有位置要求,所以第二次执行会返回结果,而y
修饰符要求匹配必须从头部开始,所以返回null
。
如果改一下正则表达式,保证每次都能头部匹配,y
修饰符就会返回结果了。
上面代码每次匹配,都是从剩余字符串的头部开始。
使用lastIndex
属性,可以更好地说明y
修饰符。
上面代码中,lastIndex
属性指定每次搜索的开始位置,g
修饰符从这个位置开始向后搜索,直到发现匹配为止。
y
修饰符同样遵守lastIndex
属性,但是要求必须在lastIndex
指定的位置发现匹配。
实际上,y
修饰符号隐含了头部匹配的标志^
。
上面代码由于不能保证头部匹配,所以返回null
。y
修饰符的设计本意,就是让头部匹配的标志^
在全局匹配中都有效。
下面是字符串对象的replace
方法的例子。
上面代码中,最后一个a
因为不是出现在下一次匹配的头部,所以不会被替换。
单单一个y
修饰符对match
方法,只能返回第一个匹配,必须与g
修饰符联用,才能返回所有匹配。
y
修饰符的一个应用,是从字符串提取 token(词元),y
修饰符确保了匹配之间不会有漏掉的字符。
上面代码中,如果字符串里面没有非法字符,y
修饰符与g
修饰符的提取结果是一样的。但是,一旦出现非法字符,两者的行为就不一样了。
上面代码中,g
修饰符会忽略非法字符,而y
修饰符不会,这样就很容易发现错误。
RegExp.prototype.sticky 属性
与y
修饰符相匹配,ES6 的正则实例对象多了sticky
属性,表示是否设置了y
修饰符。
RegExp.prototype.flags 属性
ES6 为正则表达式新增了flags
属性,会返回正则表达式的修饰符。
s 修饰符:dotAll 模式
正则表达式中,点(.
)是一个特殊字符,代表任意的单个字符,但是有两个例外。一个是四个字节的 UTF-16 字符,这个可以用u
修饰符解决;另一个是行终止符(line terminator character)。
所谓行终止符,就是该字符表示一行的终结。以下四个字符属于“行终止符”。
- U+000A 换行符(
\n
) - U+000D 回车符(
\r
) - U+2028 行分隔符(line separator)
- U+2029 段分隔符(paragraph separator)
上面代码中,因为.
不匹配\n
,所以正则表达式返回false
。
但是,很多时候我们希望匹配的是任意单个字符,这时有一种变通的写法。
这种解决方案毕竟不太符合直觉,ES2018 引入s
修饰符,使得.
可以匹配任意单个字符。
这被称为dotAll
模式,即点(dot)代表一切字符。所以,正则表达式还引入了一个dotAll
属性,返回一个布尔值,表示该正则表达式是否处在dotAll
模式。
/s
修饰符和多行修饰符/m
不冲突,两者一起使用的情况下,.
匹配所有字符,而^
和$
匹配每一行的行首和行尾。
后行断言
JavaScript 语言的正则表达式,只支持先行断言(lookahead)和先行否定断言(negative lookahead),不支持后行断言(lookbehind)和后行否定断言(negative lookbehind)。ES2018 引入后行断言,V8 引擎 4.9 版(Chrome 62)已经支持。
“先行断言”指的是,x
只有在y
前面才匹配,必须写成/x(?=y)/
。比如,只匹配百分号之前的数字,要写成/\d+(?=%)/
。“先行否定断言”指的是,x
只有不在y
前面才匹配,必须写成/x(?!y)/
。比如,只匹配不在百分号之前的数字,要写成/\d+(?!%)/
。
上面两个字符串,如果互换正则表达式,就不会得到相同结果。另外,还可以看到,“先行断言”括号之中的部分((?=%)
),是不计入返回结果的。
“后行断言”正好与“先行断言”相反,x
只有在y
后面才匹配,必须写成/(?<=y)x/
。比如,只匹配美元符号之后的数字,要写成/(?<=\$)\d+/
。“后行否定断言”则与“先行否定断言”相反,x
只有不在y
后面才匹配,必须写成/(?<!y)x/
。比如,只匹配不在美元符号后面的数字,要写成/(?<!\$)\d+/
。
上面的例子中,“后行断言”的括号之中的部分((?<=\$)
),也是不计入返回结果。
下面的例子是使用后行断言进行字符串替换。
上面代码中,只有在美元符号后面的foo
才会被替换。
“后行断言”的实现,需要先匹配/(?<=y)x/
的x
,然后再回到左边,匹配y
的部分。这种“先右后左”的执行顺序,与所有其他正则操作相反,导致了一些不符合预期的行为。
首先,后行断言的组匹配,与正常情况下结果是不一样的。
上面代码中,需要捕捉两个组匹配。没有“后行断言”时,第一个括号是贪婪模式,第二个括号只能捕获一个字符,所以结果是105
和3
。而“后行断言”时,由于执行顺序是从右到左,第二个括号是贪婪模式,第一个括号只能捕获一个字符,所以结果是1
和053
。
其次,“后行断言”的反斜杠引用,也与通常的顺序相反,必须放在对应的那个括号之前。
上面代码中,如果后行断言的反斜杠引用(\1
)放在括号的后面,就不会得到匹配结果,必须放在前面才可以。因为后行断言是先从左到右扫描,发现匹配以后再回过头,从右到左完成反斜杠引用。
Unicode 属性类
ES2018 引入了 Unicode 属性类,允许使用\p{...}
和\P{...}
(\P
是\p
的否定形式)代表一类 Unicode 字符,匹配满足条件的所有字符。
上面代码中,\p{Script=Greek}
表示匹配一个希腊文字母,所以匹配π
成功。
Unicode 属性类的标准形式,需要同时指定属性名和属性值。
但是,对于某些属性,可以只写属性名,或者只写属性值。
\P{…}
是\p{…}
的反向匹配,即匹配不满足条件的字符。
注意,这两种类只对 Unicode 有效,所以使用的时候一定要加上u
修饰符。如果不加u
修饰符,正则表达式使用\p
和\P
会报错。
由于 Unicode 的各种属性非常多,所以这种新的类的表达能力非常强。
上面代码中,属性类指定匹配所有十进制字符,可以看到各种字型的十进制字符都会匹配成功。
\p{Number}
甚至能匹配罗马数字。
下面是其他一些例子。
v 修饰符:Unicode 属性类的运算
有时,需要向某个 Unicode 属性类添加或减少字符,即需要对属性类进行运算。ES2024 增加了 Unicode 属性类的运算功能。
它提供两种形式的运算,一种是差集运算(A 集合减去 B 集合),另一种是交集运算。
上面两种写法中,A 和 B 要么是字符类(例如[a-z]
),要么是 Unicode 属性类(例如\p{ASCII}
)。
而且,这种运算支持方括号之中嵌入方括号,即方括号的嵌套。
这种运算的前提是,正则表达式必须使用新引入的v
修饰符。前面说过,Unicode 属性类必须搭配u
修饰符使用,这个v
修饰符等于代替u
,使用了它就不必再写u
了。
下面是一些例子。
看一个实际的例子,0
属于十进制字符类。
上面示例中,字符类是 Unicode 专用的,所以必须使用u
修饰符。
如果把0-9
从十进制字符类里面去掉,那么0
就不属于这个类了。
上面示例中,v
修饰符只能用于 Unicode,所以可以省略u
修饰符。
具名组匹配
简介
正则表达式使用圆括号进行组匹配。
上面代码中,正则表达式里面有三组圆括号。使用exec
方法,就可以将这三组匹配结果提取出来。
组匹配的一个问题是,每一组的匹配含义不容易看出来,而且只能用数字序号(比如matchObj[1]
)引用,要是组的顺序变了,引用的时候就必须修改序号。
ES2018 引入了具名组匹配(Named Capture Groups),允许为每一个组匹配指定一个名字,既便于阅读代码,又便于引用。
上面代码中,“具名组匹配”在圆括号内部,模式的头部添加“问号 + 尖括号 + 组名”(?<year>
),然后就可以在exec
方法返回结果的groups
属性上引用该组名。同时,数字序号(matchObj[1]
)依然有效。
具名组匹配等于为每一组匹配加上了 ID,便于描述匹配的目的。如果组的顺序变了,也不用改变匹配后的处理代码。
如果具名组没有匹配,那么对应的groups
对象属性会是undefined
。
上面代码中,具名组as
没有找到匹配,那么matchObj.groups.as
属性值就是undefined
,并且as
这个键名在groups
是始终存在的。
解构赋值和替换
有了具名组匹配以后,可以使用解构赋值直接从匹配结果上为变量赋值。
字符串替换时,使用$<组名>
引用具名组。
上面代码中,replace
方法的第二个参数是一个字符串,而不是正则表达式。
replace
方法的第二个参数也可以是函数,该函数的参数序列如下。
具名组匹配在原来的基础上,新增了最后一个函数参数:具名组构成的一个对象。函数内部可以直接对这个对象进行解构赋值。
引用
如果要在正则表达式内部引用某个“具名组匹配”,可以使用\k<组名>
的写法。
数字引用(\1
)依然有效。
这两种引用语法还可以同时使用。
d 修饰符:正则匹配索引
组匹配的结果,在原始字符串里面的开始位置和结束位置,目前获取并不是很方便。正则实例的exec()
方法有一个index
属性,可以获取整个匹配结果的开始位置。但是,组匹配的每个组的开始位置,很难拿到。
ES2022 新增了d
修饰符,这个修饰符可以让exec()
、match()
的返回结果添加indices
属性,在该属性上面可以拿到匹配的开始位置和结束位置。
上面示例中,exec()
方法的返回结果result
,它的index
属性是整个匹配结果(ab
)的开始位置。由于正则表达式re
有d
修饰符,result
现在就会多出一个indices
属性。该属性是一个数组,它的每个成员还是一个数组,包含了匹配结果在原始字符串的开始位置和结束位置。由于上例的正则表达式re
没有包含组匹配,所以indices
数组只有一个成员,表示整个匹配的开始位置是1
,结束位置是3
。
注意,开始位置包含在匹配结果之中,相当于匹配结果的第一个字符的位置。但是,结束位置不包含在匹配结果之中,是匹配结果的下一个字符。比如,上例匹配结果的最后一个字符b
的位置,是原始字符串的2号位,那么结束位置3
就是下一个字符的位置。
如果正则表达式包含组匹配,那么indices
属性对应的数组就会包含多个成员,提供每个组匹配的开始位置和结束位置。
上面例子中,正则表达式re
包含一个组匹配(cd)
,那么indices
属性数组就有两个成员,第一个成员是整个匹配结果(abbcd
)的开始位置和结束位置,第二个成员是组匹配(cd
)的开始位置和结束位置。
下面是多个组匹配的例子。
上面例子中,正则表达式re
包含两个组匹配,所以indices
属性数组就有三个成员。
如果正则表达式包含具名组匹配,indices
属性数组还会有一个groups
属性。该属性是一个对象,可以从该对象获取具名组匹配的开始位置和结束位置。
上面例子中,exec()
方法返回结果的indices.groups
属性是一个对象,提供具名组匹配Z
的开始位置和结束位置。
如果获取组匹配不成功,indices
属性数组的对应成员则为undefined
,indices.groups
属性对象的对应成员也是undefined
。
上面例子中,由于组匹配ce
不成功,所以indices
属性数组和indices.groups
属性对象对应的组匹配成员Z
都是undefined
。
String.prototype.matchAll()
如果一个正则表达式在字符串里面有多个匹配,现在一般使用g
修饰符或y
修饰符,在循环里面逐一取出。
上面代码中,while
循环取出每一轮的正则匹配,一共三轮。
ES2020 增加了String.prototype.matchAll()
方法,可以一次性取出所有匹配。不过,它返回的是一个遍历器(Iterator),而不是数组。
上面代码中,由于string.matchAll(regex)
返回的是遍历器,所以可以用for...of
循环取出。相对于返回数组,返回遍历器的好处在于,如果匹配结果是一个很大的数组,那么遍历器比较节省资源。
遍历器转为数组是非常简单的,使用...
运算符和Array.from()
方法就可以了。