JavaScript开发：正则表达式在开发中的使用总结

本文以《JavaScript高级程序设计》第4版作为基础参考，整理使用JavaScript开发过程中，正则表达式使用相关的知识点。

本文是开发知识点系列第八篇。

正则表达式虽然不是JavaScript核心知识体系内容，但正则表达式在JavaScript开发中有着非常重要的作用。它是一种强大的文本处理工具，可以用来进行字符串的搜索、替换、匹配和分割等操作

表单验证：检查用户输入的电子邮件地址、电话号码、密码强度等是否符合规则。
搜索和替换：使用正则表达式来实现一个简单的搜索和替换功能。
字符串分割：使用正则表达式来按照逗号和空格来分割用户输入的标签。
语法高亮：在开发代码编辑器或者Markdown解析器时，可以使用正则表达式来识别和高亮特定的语法。
Web爬虫：在开发Web爬虫时，可以使用正则表达式来解析和提取网页中的信息。

需要注意的是，虽然正则表达式很强大，但也有一些限制。例如，正则表达式不适合用来解析嵌套的结构，例如HTML和JSON。

正则表达式对象没有静态方法，只有原型方法

原型方法介绍

test()：这个方法返回一个布尔值，表示字符串是否匹配正则表达式的模式
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```
var regex = /hello/;
console.log(regex.test('hello world')); // 输出：true
```
这个方法在日常开发中使用最多

exec() ：这个方法在字符串中执行搜索匹配，返回一个结果数组或null。如果正则表达式包含分组，那么返回的数组将包含这些分组捕获的结果

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var regex = /h(e)llo/;
console.log(regex.exec('hello world')); // 输出：["hello", "e", index: 0, input: "hello world", groups: undefined]

该方法也多见while循环中使用

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var text = 'hello1 hello2 hello3';
var regex = /hello\d/g;
var match;

 while ((match = regex.exec(text)) !== null) {
  console.log('匹配到的字符串：' + match[0]);
  console.log('匹配开始的位置：' + match.index);
  console.log('输入的原始字符串：' + match.input);
}

while循环和exec()方法来查找所有匹配hello\d模式的子串。每次循环，都会打印出匹配到的字符串、匹配开始的位置，以及输入的原始字符串。当exec()方法没有找到更多的匹配时，它会返回null，while循环就会结束。

需要注意的是，在while循环中使用exec()方法，必须确保正则表达式使用了全局匹配模式（g标志）。否则，exec()方法总是从字符串的开始位置进行搜索，while循环可能就会变成无限循环。

toString()：这个方法返回一个字符串，表示正则表达式的字面量形式
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```
var regex = /hello/;
console.log(regex.toString()); // 输出："/hello/"
```
compile()：这个方法用于改变并重新编译正则表达式。注意，这个方法已经被废弃，不推荐使用

此外，字符串对象也提供了一些方法，可以与正则表达式一起使用，例如match()、replace()、search()和split()等。

结合字符串使用方法介绍

match() ：这个方法用于在字符串中搜索匹配正则表达式的子串。如果找到匹配的子串，那么返回一个包含这些子串的数组；否则返回null
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```
var text = 'hello1 hello2 hello3';
var regex = /hello\d/g;
console.log(text.match(regex)); // ["hello1", "hello2", "hello3"]
```
replace()：这个方法用于在字符串中替换匹配正则表达式的子串。它返回一个新的字符串，原字符串不会被改变
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```
var text = 'hello1 hello2 hello3';
var regex = /hello\d/g;
console.log(text.replace(regex, 'world')); // "world world world"
```
search() ：这个方法用于在字符串中搜索匹配正则表达式的子串。如果找到匹配的子串，那么返回这个子串的开始位置；否则返回-1
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```
var text = 'hello1 hello2 hello3';
var regex = /hello2/;
console.log(text.search(regex)); // 7
```
split()：这个方法用于按照正则表达式来分割字符串。它返回一个数组，包含了被分割的子串。
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```
var text = 'hello1 hello2 hello3';
var regex = /\s/;
console.log(text.split(regex)); // ["hello1", "hello2", "hello3"]
```
这些方法都不会改变原字符串，而是返回一个新的结果。

ES6扩展

在ES6中，正则表达式有了扩展和改进

u修饰符 ：ES6新增了u（unicode）修饰符，用于正确处理四个字节的UTF-16编码
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```
console.log(/^\uD83D/u.test('\uD83D\uDC2A')); // false
console.log(/^\uD83D/.test('\uD83D\uDC2A')); // true
```

y修饰符 ：ES6新增了y（sticky）修饰符，用于"粘连"搜索。当使用y修饰符时，正则表达式会从上次匹配结束的位置开始新的搜索

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var text = 'hello1 hello2 hello3';
var regex = /hello\d\s?/y;
console.log(regex.exec(text)); // ["hello1 ", index: 0, input: "hello1 hello2 hello3", groups: undefined]
console.log(regex.exec(text)); // ["hello2 ", index: 7, input: "hello1 hello2 hello3", groups: undefined]

RegExp构造函数的改进 ：在ES6中，RegExp构造函数允许接受正则表达式作为参数，这在之前的版本中是不允许的
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```
var regex = new RegExp(/abc/ig, 'i');
console.log(regex.flags); // "i"
```
flags属性 ：ES6为RegExp对象新增了flags属性，返回正则表达式的修饰符
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```
var regex = /hello/gi;
console.log(regex.flags); // "gi"
```
s修饰符 ：在ES2018（也就是ES9）中，新增了s（dotAll）修饰符，使得.可以匹配任意单个字符，包括换行符
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```
console.log(/hello.world/s.test('hello\nworld')); // true
console.log(/hello.world/.test('hello\nworld')); // false
```

其它

替换模式

在JavaScript的replace()方法中，$1、$2等是特殊的替换模式，它们表示正则表达式中的分组内容。

当正则表达式中使用圆括号()创建分组时，匹配的结果会被记住，然后可以在replace()方法的第二个参数中使用$1、$2等来引用这些分组的内容。$1表示第一个分组，$2表示第二个分组，以此类推

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var text = 'hello world';
var regex = /(hello) (world)/;
console.log(text.replace(regex, '$2 $1')); // 输出："world hello"

在这个示例中，正则表达式中创建了两个分组：(hello)和(world)。然后在replace()方法中，使用$2 $1来交换这两个分组的内容。所以，text.replace(regex, '$2 $1')的结果是"world hello"。

需要注意的是，$1、$2等只能在字符串形式的替换模式中使用。如果使用一个函数作为replace()方法的第二个参数，那么需要使用函数的参数来获取分组的内容。

根据变量创建正则表达式

在JavaScript中，可以使用RegExp构造函数来根据变量创建正则表达式

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var pattern = 'hello';
var flags = 'i';
var regex = new RegExp(pattern, flags);

console.log(regex.test('Hello world')); // 输出：true

需要注意的是，如果模式中包含特殊字符，例如\、^、$、.、*、+、?、(、)、[、]、{、}、|等，需要在这些字符前面加上\来进行转义。例如，想要匹配所有包含"."的字符串，需要使用new RegExp('\\.')来创建正则表达式，而不是new RegExp('.')。

正则表达式回溯

正则表达式的回溯是指在进行模式匹配时，如果当前的匹配方式失败，正则表达式会回到前一个字符，尝试其他的匹配方式。这是正则表达式的一种基本机制，用于实现复杂的模式匹配。

过多的回溯会导致性能问题，甚至导致正则表达式"冻结"。这通常发生在使用了量词（例如*、+、?、{n,m}等）和分组（()）的复杂正则表达式中

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var regex = /(a+)+b/;
regex.test('aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa')

如果想避免正则表达式的过度回溯，有以下几种方法

使用非捕获分组 ：非捕获分组(?:)不会保存匹配的结果，因此可以减少回溯的次数。
使用惰性量词 ：默认情况下，正则表达式的量词（*、+、?、{n,m}）是贪婪的，会尽可能多地匹配字符。可以在量词后面加上?来使其变为惰性的，只匹配尽可能少的字符。
避免使用嵌套的量词 ：嵌套的量词，例如(a+)+，往往会导致大量的回溯。应该尽量避免使用嵌套的量词。
使用固定长度的模式：如果可能的话，应该使用固定长度的模式，而不是使用量词。固定长度的模式不会产生回溯。
使用原子分组 ：原子分组(?>)是一种特殊的分组，它一旦匹配成功，就不会再进行回溯。然而，JavaScript的正则表达式并不支持原子分组。可以使用第三方的库，例如XRegExp，来使用原子分组。

需要注意的是，以上的方法只能减少回溯的次数，不能完全避免回溯。在某些情况下，回溯是正则表达式的必要机制，不能避免。

总结一下

正则表达式没有静态方法
test()、exec()使用的比较多
正则表达式与字符串结合可以使用的方法有match()、replace()、search()、split()
ES6的正则表达式有一些扩展
正则表达式替换模式可以用来交换字符串
可以使用RegExp构造函数来根据变量创建正则表达式
多总结常规正则表达式
理解正则表达式回溯

本文完。