正则表达式学习问答

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摘要

正则表达式是难学的,这不存在疑义。但是我认为,难点也只在语法方面。正则表达式已经有年头了,它(的语法)诞生于上世纪七十年代。那是个怎样的情景?

举个简单的例子吧,Unix下的usr、dev等名字,就是那时留传下来的,现在已经有很多人诟病了,usr不是user,dev不是device,难学,也难记。经过这些年的飞速发展,当年的很多问题已经被包装得美轮美奂,如今的用户可能更习惯直接点击“用户目录”、“驱动器”之类的图标,再也不用为那些不规则的简短名字发愁。但是不幸的是,一直以来正则表达式的语法却没有太多的变化,甚至后续增加的功能,也沿袭了之前的语法风格,在编程语言日渐人性化的今天,它自然显得非常难懂了。今天的开发人员可能更习惯Regex.CharRange(‘a', ‘z')这样的写法,而不习惯[a-z];遇到(?![a-z])这样的结构就更是抓瞎,除非转为Regex.CheckRight(Regex.CharRange(‘a', ‘z'))的写法。

不过,换一个角度来看,两者其实是一回事,只是表现形式不同,一个类似要诀,一个类似大白话。如果我们能在头脑里构建出从要诀到大白话的转换,正则表达式就简单了许多,甚至可以说就是模块的拼接。比如支付宝的流水号为18或26位数字,用正则表达式匹配,就是^([0-9]{18}|[0-9]{26})$,或者^[0-9]{18}([0-9]{8})?$。其中的逻辑很简单:^用来锁定开头,$用来锁定结尾,[0-9]匹配数字字符,([0-9]{18}|[0-9]{26})表示两个并列的选项,即数字字符串长度为18位或26位,而[0-9]{18}([0-9]{8})?表示至少需要出现18位的数字字符串,在这之后可能还有一个8位的数字字符串(所以总长度是26位)。一般的正则表达式应用,就是这么简单。

如果你觉得上面说的没错,那么学习正则表达式的难题就只剩下了选择得当的方法。我们学习编程语言时,都强调不能只看书,要动手写程序,甚至最好的办法是把书上的例子亲自输入运行一遍,这样才算真正学会了。但在许多人眼里,正则表达式或许算不上编程语言,所以学习是点到即止,甚至是满足于从网络上抄一些现成的表达式。所以,常见的问题之一是“有没有什么学习的捷径”,很不幸,答案是没有――既然拷贝他人的代码不能学会编程,抄阅现成的表达式、随便翻几篇文档,当然也学不会正则。不过也有幸运的消息,真正学会正则表达式并不需要花太长的时间。

以我的经验,学习正则表达式,真正要做的是深入理解常用功能:字符组、多选分支、匹配模式、环视。可以说,弄明白了这几点,80%的正则问题都可以解决。但是要弄明白这几点,就需要专门的学习:字符组是解决什么问题的,它是怎么使用的?多选分支是解决什么问题的,它是怎么使用的?应当抽一些时间专门学习、思考;这些都弄明白了,再研究解决复杂问题的表达式是怎么构成的。如果你可以每天抽1-2小时专门学习,两周内就会有明显收效,一个月几乎就可以修炼到相当水平。而且,以我的经验,在学习新的编程语言时,不但要把书上的例子都亲自输入运行一遍,更要自己动手去改一改示例代码,看看会出现什么现象,再想想为什么会这样。如果你在学习正则表达式时也做到这一点,必然能够事半功倍。

如果你真正理解了这些常用功能,对它们的价值和使用有清晰的概念,那么另一个麻烦也就迎刃而解了――不同语言的正则表达式不同,如何解决?虽然不同语言中的正则表达式规定各有不同,但背后的思想是统一的,不同的只是表现形式,或者说概念的落地方式。好处在于,编程语言的文档不会详细讲解什么是字符组,什么是多选分支,但会详细告诉你字符组在本语言中是如何表示的,多选分支又是如何表示的(不信你可以在这些文档中搜索character class或者alternation)。所以如果你的脑子足够清楚,即便不确定最终的表达式如何写,也只需要查文档就可以解决。举个例子,匹配空白字符的字符组/s,在Java字符串中要写作//s,因为/s并不是Java字符串中的一个合法转义序列,所以之前还必须有/来转义/;在PHP中可以直接写作/s,因为PHP处理字符串时会把无法识别的转义序列原封不动地保存下去;在Unix下的某些工具中,必须写作[[:space:]],这是Perl风格的/s在POSIX规范中的表示法。看起来比较麻烦,也仅此而已,因为我们知道,这里需要用到的,就是“匹配空白字符的字符组”。

以上写了这么多,可能有人会说:正则表达式这东西,不登大雅之堂,没必要花那么多精力。或许正是这种观点,形成了“不认真学习正则表达式”思想根源。幸运的是,这个问题其实很好想明白,因为很多事情都是这个道理。比如写文章,我们不要求人人都是作家,但是人人都有可能在需要的时候写出几篇拿得出手的正经文章,“不是作家”并不是“需要时写不出正经文章”的理由。为了能在需要的时候写出正经文章,就必须专门抽出时间来学习和联系写作。正则表达式的学习,其实也是这个道理。

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