这个正则表达式替换如何反转字符串？
这是一系列教育正则表达式文章的第四部分。 它展示了嵌套引用的组合（参见： 这个正则表达式如何找到三角形数？？ ）在断言中“计数”（参见： 我们如何匹配^ nb ^ n与Java正则表达式？ ）可用于反转字符串。 以编程方式生成的模式使用元模式抽象（请参阅： 此Java正则表达式如何检测回文？ ）。 这是系列中的第一次，这些技术用于替换而不是整个字符串匹配。
提供了完整的Java和C＃实现。 鼓舞人心的报价包括在内。
使用正则表达式反转字符串似乎不是一个好主意，如果它完全可能，它甚至不会立即显而易见，如果是这样，人们可能会尝试这样做。
虽然它仍然不是一个好主意，但至少现在我们知道这是可能的，因为这是一种方法：
C＃ （ 也在ideone.com上 ）
using System; using System.Text.RegularExpressions; public class TwoDollarReversal { public static void Main() { string REVERSE = @"(?sx) . grab$2" .Replace("grab$2", ForEachDotBehind( AssertSuffix(@"((.) \1?)") ) ); Console.WriteLine( Regex.Replace( @"nietsniE treblA -- hguone llew ti dnatsrednu t'nod uoy ,ylpmis ti nialpxe t'nac uoy fI", REVERSE, "$2" ) ); // If you can't explain it simply, you don't understand it well enough // -- Albert Einstein } // performs an assertion for each dot behind current position static string ForEachDotBehind(string assertion) { return "(?<=(?:.assertion)*)".Replace("assertion", assertion); } // asserts that the suffix of the string matches a given pattern static string AssertSuffix(string pattern) { return "(?=.*$(?<=pattern))".Replace("pattern", pattern); } } Java （ 也在ideone.com上 ）
class TwoDollarReversal { public static void main(String[] args) { String REVERSE = "(?sx) . grab$2" .replace("grab$2", forEachDotBehind( assertSuffix("((.) \\1?)") ) ); System.out.println( "taerG eht rednaxelA --\nyrt lliw ohw mih ot elbissopmi gnihton si erehT" .replaceAll(REVERSE, "$2") ); // There is nothing impossible to him who will try // -- Alexander the Great" } static String forEachDotBehind(String assertion) { return "(?<=^(?:.assertion)*?)".replace("assertion", assertion); } static String assertSuffix(String pattern) { return "(?<=(?=^.*?pattern$).*)".replace("pattern", pattern); } }
C＃和Java版本似乎都使用相同的整体算法，仅在抽象的实现细节中有微小的变化。
显然，这不是逆转字符串的最佳，最直接，最有效的方法 。 那说，为了学习正则表达式; 如何概念化模式; 引擎如何工作以匹配它们; 如何将各个部分组合在一起构建我们想要的东西; 如何以可读和可维护的方式这样做; 只是为了学习新东西的纯粹快乐，我们可以解释一下它是如何工作的吗？
附录：备忘单！
这是使用的基本正则表达式构造的简要描述：
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(?sx)是嵌入的标志修饰符 。s启用“单行”模式，允许点匹配任何字符（ 包括换行符）。x启用自由间隔模式，其中忽略未转义的空格（并且#可用于注释）。 -
^和$是开始和结束的锚点 。 -
?因为重复说明符表示可选 （即零或一）。 作为例如.*?的重复量词.*?它表示*（即零或多个）重复是不情愿的 /非贪婪的。 -
(…)用于分组 。(?:…)是非捕获组。 捕获组保存匹配的字符串; 它允许后退/前进/嵌套引用（例如\1），替换替换（例如$2）等。 -
(?=…)是一个积极的前瞻 ; 它看起来有权断言给定模式的匹配。(?<=…)是一个积极的看法; 它向左看。
语言参考/其他资源
- MSDN – 正则表达式语言元素 –
System.Text.RegularExpressions - Java教程/基本类/正则表达式 –
java.util.regex.Pattern
概观
在高级别，模式匹配任何一个字符. ，另外执行grab$2动作，捕获与组2匹配的角色的反转“配对”。通过构建输入字符串的后缀来完成此捕获，该字符串的长度与前缀的长度匹配，直到当前位置。 我们通过在一个模式上应用assertSuffix来实现这assertSuffix ，该模式将后缀增加一个字符，重复一次forEachDotBehind 。 第1组捕获此后缀。 在第2组中捕获的该后缀的第一个字符是匹配的字符的反转“配偶”。
因此，用其“配合”替换每个匹配的字符具有反转字符串的效果。
它是如何工作的：一个更简单的例子
为了更好地理解正则表达式模式的工作原理，让我们首先将它应用于更简单的输入。 此外，对于我们的替换模式，我们只是“转储”所有捕获的字符串，以便我们更好地了解正在发生的事情。 这是一个Java版本：
System.out.println( "123456789" .replaceAll(REVERSE, "[$0; $1; $2]\n") );
以上打印（ 如ideone.com上所示 ）：
[1; 9; 9] [2; 89; 8] [3; 789; 7] [4; 6789; 6] [5; 56789; 5] [6; 456789; 4] [7; 3456789; 3] [8; 23456789; 2] [9; 123456789; 1]
因此，例如[3; 789; 7] [3; 789; 7] [3; 789; 7]表示点匹配3 （在组0中捕获），相应的后缀是789 （组1），其第一个字符是7 （组2）。 请注意， 7是3的“配偶”。
current position after the dot matched 3 ↓ ________ 1 2 [3] 4 5 6 (7) 8 9 \______/ \______/ 3 dots corresponding behind suffix of length 3
请注意，角色的“配偶”可能在其右侧或左侧。 角色甚至可能是自己的“伴侣”。
如何构建后缀：嵌套引用
负责匹配和构建增长后缀的模式如下：
((.) \1?) |\_/ | | 2 | "suffix := (.) + suffix |_______| or just (.) if there's no suffix" 1
请注意，在组1的定义中是对自身的引用（使用\1 ），尽管它是可选的（带? ）。 可选部分提供了“基本案例”，这是一种在不引用自身的情况下匹配的方法。 这是必需的，因为当组尚未捕获任何内容时，尝试匹配组引用始终会失败。
一旦第1组捕获了某些东西，可选部分就永远不会在我们的设置中运用，因为我们上一次捕获的后缀仍然会出现在那里，并且我们总是可以使用(.)将另一个字符添加到此后缀的开头。 这个前置角色被捕获到第2组。
因此，该模式试图将后缀增加一个点。 因此，重复一次forEachDotBehind会产生一个后缀，其长度恰好是前缀到我们当前位置的长度。
assertSuffix和forEachDotBehind如何工作：元模式抽象
请注意，到目前为止，我们已将assertSuffix和forEachDotBehind视为黑forEachDotBehind 。 事实上，将这个讨论留在最后是一个刻意的行为：名称和简要文档表明他们做了什么 ，这足以让我们编写和阅读我们的REVERSE模式！
仔细观察后，我们发现这些抽象的Java和C＃实现略有不同。 这是由于两个正则表达式引擎之间的差异。
.NET正则表达式引擎允许在后台进行完全正则表达式，因此这些元模式看起来更自然。
-
AssertSuffix(pattern) := (?=.*$(?<=pattern))，即我们使用前瞻一直到字符串的末尾，然后使用嵌套的lookbehind将模式与后缀匹配。 -
ForEachDotBehind(assertion) := (?<=(?:.assertion)*)，即我们只是在lookbehind中匹配.*，将断言与非捕获组内的点一起标记。
由于Java并没有正式支持无限长度的后视（但它在某些情况下无论如何都有效），它的对应物有点尴尬：
-
assertSuffix(pattern) := (?<=(?=^.*?pattern$).*)，即我们使用lookbehind一直到字符串的开头 ，然后使用嵌套的lookahead来匹配整个字符串 ，在前缀模式前加上.*?不情愿地匹配一些不相关的前缀。 -
forEachDotBehind(assertion) := (?<=^(?:.assertion)*?)，即我们使用一个不情愿重复的锚定的lookbehind，即^.*?（同样标记断言以及非捕获组内的点）。
应该注意的是，虽然这些元模式的C＃实现在Java中不起作用， 但Java实现在C＃中工作 （ 参见ideone.com ）。 因此，实际上不需要为C＃和Java提供不同的实现，但C＃实现有意利用更强大的.NET正则表达式引擎支持，以更自然地表达模式。
因此，我们展示了使用元模式抽象的好处：
- 我们可以独立开发，检查，测试，优化等这些元模式实现，也许可以利用特定于风味的function来获得额外的性能和/或可读性。
- 一旦这些构建模块被开发和经过充分测试，我们就可以简单地将它们用作更大模式的一部分，这使我们能够在更高层次上表达想法，以获得更易读，更易维护，更便携的解决方案。
- 元模式促进了重用，而程序化生成意味着重复性降低
虽然这个概念的这种特殊表现forms相当原始，但它也可以进一步发展，并开发一个更强大的程序化模式生成框架，其中包含经过充分测试和优化的元模式库。
也可以看看
- Martin Fowler - 组成正则表达式
- .NET正则表达式 - 平衡组定义 - 元模式的一个很好的例子！
结束思考
需要重申的是，用正则表达式反转字符串在实践中并不是一个好主意。 它比必要的更复杂，而且性能很差。
也就是说，本文表明它实际上可以完成，并且当使用元模式抽象表达更高级别时，解决方案实际上是可读的。 作为解决方案的一个关键组成部分，嵌套引用再次展示在希望是另一个引人入胜的示例中。
不太明显，或许文章也显示了解决一开始可能看似困难（甚至“不可能”）的问题所需的决心。 也许它也表明了对主题的更深入理解所带来的思想清晰度，这是大量研究和努力工作的结果。
毫无疑问，正则表达式可能是一个令人生畏的主题，当然它并非旨在解决您的所有问题。 然而，这不是仇恨无知的借口，如果你愿意学习，这是一个非常深刻的知识。