1       环视基础

环视只进行子表达式的匹配，不占有字符，匹配到的内容不保存到最终的匹配结果，是零宽度的。环视匹配的最终结果就是一个位置。

环视的作用相当于对所在位置加了一个附加条件，只有满足这个条件，环视子表达式才能匹配成功。

环视按照方向划分有顺序和逆序两种，按照是否匹配有肯定和否定两种，组合起来就有四种环视。顺序环视相当于在当前位置右侧附加一个条件，而逆序环视相当于在当前位置左侧附加一个条件。

 对于环视的叫法，有的文档里叫预搜索，有的叫什么什么断言的，这里使用了更多人容易接受的《精通正则表达式》中“环视”的叫法，其实叫什么无所谓，只要知道是什么作用就是了，就这么几个语法规则， 还是很容易记的

2       环视匹配原理

 环视是正则中的一个难点，对于环视的理解，可以从应用和原理两个角度理解，如果想理解得更清晰、深入一些，还是从原理的角度理解好一些，正则匹配基本原理参考 NFA引擎匹配原理。

上面提到环视相当于对“所在位置”附加了一个条件，环视的难点在于找到这个“位置”，这一点解决了，环视也就没什么秘密可言了。

顺序环视匹配过程

对于顺序肯定环视(?=Expression)来说，当子表达式Expression匹配成功时，(?=Expression)匹配成功，并报告(?=Expression)匹配当前位置成功。

对于顺序否定环视(?!Expression)来说，当子表达式Expression匹配成功时，(?!Expression)匹配失败；当子表达式Expression匹配失败时，(?!Expression)匹配成功，并报告(?!Expression)匹配当前位置成功；

顺序肯定环视的例子已在NFA引擎匹配原理中讲解过了，这里再讲解一下顺序否定环视。

源字符串aa<p>one</p>bb<div>two</div>

正则表达式<(?!/?p\b)[^>]+>

这个正则的意义就是匹配除<p…>或</p>之外的其余标签。

匹配过程

由字符“<”取得控制权，从位置0开始匹配，由于“<”匹配“a”失败，在位置0处整个表达式匹配失败，第一次迭代匹配失败，正则引擎向前传动，由位置1处开始尝试第二次迭代匹配。

重复以上过程，直到位置2，“<”匹配“<”成功，控制权交给“(?!/?p\b)”；“(?!/?p\b)”子表达式取得控制权后，进行内部子表达式的匹配。由“/?”取得控制权，尝试匹配“p”失败，进行回溯，不匹配，控制权交给“p”；由“p”来尝试匹配“p”，匹配成功，控制权交给“\b”；由“\b”来尝试匹配位置4，匹配成功。此时子表达式匹配完成，“/?p\b”匹配成功，那么环视表达式“(?!/?p\b)”就匹配失败。在位置2处整个表达式匹配失败，新一轮迭代匹配失败，正则引擎向前传动，由位置3处开始尝试下一轮迭代匹配。

在位置8处也会遇到一轮“/?p\b”匹配“/p”成功，而导致环视表达式“(?!/?p\b)”匹配失败，从而导致整个表达式匹配失败的过程。

重复以上过程，直到位置14，“<”匹配“<”成功，控制权交给“(?!/?p\b)”；“/?”尝试匹配“d”失败，进行回溯，不匹配，控制权交给“p”；由“p”来尝试匹配“d”，匹配失败，已经没有备选状态可供回溯，匹配失败。此时子表达式匹配完成，“/?p\b”匹配失败，那么环视表达式“(?!/?p\b)”就匹配成功。匹配的结果是位置15，然后控制权交给“[^>]+”；由“[^>]+”从位置15进行尝试匹配，可以成功匹配到“div”，控制权交给“>”；由“>”来匹配“>”。

此时正则表达式匹配完成，报告匹配成功。匹配结果为“<div>”，开始位置为14，结束位置为19。其中“<”匹配“<”，“(?!/?p\b)”匹配位置15，“[^>]+”匹配字符串“div”，“>”匹配“>”。

逆序环视基础

对于逆序肯定环视(?<=Expression)来说，当子表达式Expression匹配成功时，(?<=Expression)匹配成功，并报告(?<=Expression)匹配当前位置成功。

对于逆序否定环视(?<!Expression)来说，当子表达式Expression匹配成功时，(?<!Expression)匹配失败；当子表达式Expression匹配失败时，(?<!Expression)匹配成功，并报告(?<!Expression)匹配当前位置成功；

顺序环视相当于在当前位置右侧附加一个条件，所以它的匹配尝试是从当前位置开始的，然后向右尝试匹配，直到某一位置使得匹配成功或失败为止。而逆序环视的特殊处在于，它相当于在当前位置左侧附加一个条件，所以它不是在当前位置开始尝试匹配的，而是从当前位置左侧某一位置开始，匹配到当前位置为止，报告匹配成功或失败。

顺序环视尝试匹配的起点是确定的，就是当前位置，而匹配的终点是不确定的。逆序环视匹配的起点是不确定的，是当前位置左侧某一位置，而匹配的终点是确定的，就是当前位置。

所以顺序环视相对是简单的，而逆序环视相对是复杂的。这也就是为什么大多数语言和工具都提供了对顺序环视的支持，而只有少数语言提供了对逆序环视支持的原因。

JavaScript中只支持顺序环视，不支持逆序环视。

Java中虽然顺序环视和逆序环视都支持，逆序环视只支持长度确定的表达式，逆序环视中量词只支持“?”，不支持其它长度不定的量词。长度确定时，引擎可以向左查找固定长度的位置作为起点开始尝试匹配，而如果长度不确定时，就要从位置0开始尝试匹配，处理的复杂度是显而易见的。

目前只有.NET中支持不确定长度的逆序环视。

逆序环视匹配过程

源字符串<div>a test</div>

正则表达式(?<=<div>)[^<]+(?=</div>)

这个正则的意义就是匹配<div>和</div>标签之间的内容，而不包括<div>和</div>标签本身。

匹配过程

由“(?<=<div>)”取得控制权，从位置0开始匹配，由于位置0是起始位置，左侧没有任何内容，所以“<div>”必然匹配失败，从而环视表达式“(?<=<div>)”匹配失败，导致整个表达式在位置0处匹配失败。第一轮迭代匹配失败，正则引擎向前传动，由位置1处开始尝试第二次迭代匹配。

直到传动到位置5，“(?<=<div>)”取得控制权，向左查找5个位置，由位置0开始匹配，由“<div>”匹配“<div>”成功，从而“(?<=<div>)”匹配成功，匹配的结果为位置5，控制权交给“[^<]+”；“[^<]+”从位置5开始尝试匹配，匹配“a test”成功，控制权交给“(?=</div>)”；由“</div>”匹配“</div>”成功，从而“(?=</div>)”匹配成功，匹配结果为位置11。

此时正则表达式匹配完成，报告匹配成功。匹配结果为“a test”，开始位置为5，结束位置为11。其中“(?<=<div>)”匹配位置5，“[^<]+”匹配“a test”，“(?=</div>)”匹配位置11。

逆序否定环视的匹配过程与上述过程类似，区别只是当Expression匹配失败时，逆序否定表达式(?<!Expression)才匹配成功。

到此环视的匹配原理已基本讲解完，环视也就没有什么秘密可言了，所需要的，也只是多加练习而已。

3       环视应用

今天写累了，暂时就给出一个环视的综合应用实例吧，至于环视的应用场景和技巧，后面再整理。

需求数字格式化成用“,”的货币格式。

正则表达式(?<=\d)(?<!\.\d)(?=(?:\d{3})+(?:\.\d+|$))

测试代码

double[] data = new double[] { 0, 12, 123, 1234, 12345, 123456, 1234567, 123456789, 1234567890, 12.345, 123.456, 1234.56, 12345.6789, 123456.789, 1234567.89, 12345678.9 };

foreach (double d in data)

{

    richTextBox2.Text += "源字符串" + d.ToString().PadRight(15) + "格式化" + Regex.Replace(d.ToString(), @"(?<=\d)(?<!\.\d)(?=(?:\d{3})+(?:\.\d+|$))", ",") + "\n";

}

输出结果

源字符串0              格式化0

源字符串12             格式化12

源字符串123            格式化123

源字符串1234           格式化1,234

源字符串12345          格式化12,345

源字符串123456         格式化123,456

源字符串1234567        格式化1,234,567

源字符串123456789      格式化123,456,789

源字符串1234567890     格式化1,234,567,890

源字符串12.345         格式化12.345

源字符串123.456        格式化123.456

源字符串1234.56        格式化1,234.56

源字符串12345.6789     格式化12,345.6789

源字符串123456.789     格式化123,456.789

源字符串1234567.89     格式化1,234,567.89

源字符串12345678.9     格式化12,345,678.9

实现分析

根据需求可以确定是把一些特定的位置替换为“,”，接下来就是分析并找到这些位置的规律，并抽象出来以正则表达式来表示。

1、   这个位置的左侧必须为数字

2、   这个位置右侧到出现“.”或结尾为止，必须是数字，且数字的个数必须为3的倍数

3、   这个位置左侧相隔任意个数字不能出现“.”

由以上三条，就可以完全确定这些位置，只要实现以上三条，组合一下正则表达式就可以了。

根据分析，最终匹配的结果是一个位置，所以所有子表达式都要求是零宽度。

1、   是对当前所在位置左侧附加的条件，所以要用到逆序环视，因为要求必须出现，所以是肯定的，符合这一条件的子表达式即为“(?<=\d)”

2、   是对当前所在位置右侧附加的条件，所以要用到顺序环视，也是要求出现，所以是肯定的，是数字，且个数为3的倍数，即“(?=(?:\d{3}))”，到出现“.”或结尾为止，即“(?=(?:\d{3})(?:\.|$))”

3、   是对当前所在位置左侧附加的条件，所以要用到逆序环视，因为要求不能出现，所以是否定的，即“(?<!\.\d)”

因为零宽度的子表达式是非互斥的，匹配的都是同一个位置，所以先后顺序是不影响的匹配结果的，可以任意组合，只是习惯上把逆序环视写在左侧，顺序环视写在右侧。