先來看下問題。
字串
複製代碼 代碼如下:
$str = '<script>123456</script>';
Regex為
複製代碼 代碼如下:
$strRegex1 = '%<script>.+<\/script>%';
$strRegex2 = '%<script>.+?<\/script>%';
$strRegex3 = '%<script>(?:(?!<\/script>).)+<\/script>%';
這三個正則,分別會造成幾次回溯呢??
答案:
複製代碼 代碼如下:
$strRegex1 = '%<script>.+<\/script>%'; //9次,記得區別轉義符號。
$strRegex2 = '%<script>.+?<\/script>%'; //5次
$strRegex3 = '%<script>(?:(?!<\/script>).)+<\/script>%'; //7次
對於第一種貪婪匹配的匹配規則,回溯的9次是正則【】對字串“”匹配時,構成的回溯,回溯的次數,恰好是字串的長度。
第二種非貪婪匹配規則,回溯5次,是正則【.+?】對字串“123456”匹配時構成的回溯。回溯的次數,為字串長度減去最小次數。也就是6-1=5次。如果Regex為【.*?】那麼,回溯次數就是6次了。
第三種正則是零寬斷言,或者叫環視。(暫且不說。)
在NFA正則引擎中,回溯是他的靈魂,所以,不管是貪婪,非貪婪,環視等寫法中肯定會有回溯的出現的,這個我們無法避免(用詞不太準確),但是,我們可以減少回溯的次數,或者保護其中一部分匹配的規則不進行回溯。
對於上篇BLOG上提到的鳥哥談到一個非貪婪引起的大量回溯問題,大家可以知道,回溯,確實是浪費資源的罪魁禍首,那麼,我們能否不讓其回溯呢?
答案是肯定的,NFA引擎中,有個概念,叫固化分組。引用一下書上的概念
複製代碼 代碼如下:
具體來說,使用「(?>…)」的匹配與正常的匹配並無差別,但是如果匹配進行到此結構之後(也就是,進行到閉括弧之後),那麼此結構體中的所有備用狀態都會被放棄。也就是說,在固化分組匹配結束時,它已經匹配的文本已經固化為一個單元,只能作為整體而保留或放棄。括弧內的子運算式中未嘗試過的備用狀態都不複存在了,所以回溯永遠也不能選擇其中的狀態(至少是,當此結構匹配完成時,“鎖定(locked in)”在其中的狀態)。
那麼,固化分組到底有什麼用處呢?我們來舉個例子。(找不到合適的例子,俺只好借用一下書上的例子了)
比如要處理一批資料,原來格式為123.456,後來因為浮點數顯示問題,部分資料格式變為123.456000000789這種,,要求做到只保留小數點後面2-3位,但是,最後一位不能為0,這個正則如何寫呢?(下面直接考慮小數點後面的數字),寫出正則之後,我們還要用這個正則去匹配資料,把原來的資料替換成匹配的結果。
首先,我們可以立刻寫出這樣的正則【\.\d\d[1-9]?\d*】,PHP代碼為
複製代碼 代碼如下:
$str = preg_replace('\.(\d\d[1-9]?)\d*','\\1',$str); //匹配結果的group1進行反向引用
很明顯,這種寫法,對於部分資料格式為123.456的這種格式,白白的處理了一遍,為了提高效率,我們還要對這個正則進行處理。從123.456這個字串跟其他的比較一下,我們發現,是疑問123.456這個資料後面沒數字了,所以,白白處理一遍。那好辦,我們對這個正則改造一下,把後面的量詞*改成+,這樣對於123.45 小數點後面1,2位元字的,不會去白白處理,而且,對三位以上數位,處理正常。其PHP代碼為
複製代碼 代碼如下:
$str = preg_replace('\.(\d\d[1-9]?)\d+','\\1',$str);
好了,這個正則真的沒問題嗎??確定嗎?上篇博文,我們瞭解了匹配原理,那麼,我們也分析一下這個正則的匹配過程吧。
字串"123.456",Regex為【\.(\d\d[1-9]?)\d+】,我們來看下
首先(小數點前123不說了),【\.】匹配".",匹配成功,把控制權給下一個【\d】,【\d】匹配“4”成功,把控制權給第二個【\d】,這個【\d】匹配“5”成功,然後,把控制權給了【[1-9]?】,由於量詞是【?】,Regex遵循“量詞優先匹配”,而且,此處是【?】,還會留下一個回溯點。然後匹配"6"成功,然後把控制權給【\d+】,【\d+】發現後面沒字元了,最遵循“後進先出”規則,回到上一個回溯點,進行匹配,這時,【[1-9]?】會交還出其匹配的字元“6”,【[1-9]?】匹配“6”成功。匹配完成了。大家發現【(\d\d[1-9]?)】匹配的結果確是"45",並不是我們想要的“456”,“6”被【\d+】匹配去了。那麼,我們該如何辦呢? 能否讓【[1-9]?】匹配一旦成功,不進行回溯呢?這就用到了我們上面說的"固化分組", PHP(preg_replace函數)中使用的正則引擎支援固化分組,我們根據固化分組的寫法,可以把代碼改成如下方式
複製代碼 代碼如下:
$str = preg_replace('\.(\d\d(?>[1-9]?))\d+','\\1',$str);
改成這樣的話,那字串“123.456“是不符合要求,不會被匹配的。那我們就可以實現我們的要求了。
從上面的例子中,知道了固化分組的作用,那麼對於鳥哥BLOG上寫的那個非貪婪的回溯問題,我們能否也對其改造,使得其不回溯呢?
先看下鳥哥給的答案
複製代碼 代碼如下:
/<script>[^<]*<\/script>/is
鳥哥寫的很精悍。排除“<”之外的所有字元都符合,而且,中間部分不回溯,效率高。可是,如果中間有字元“<“的話(如下代碼)
複製代碼 代碼如下:
<script>
if a < b
</script>
那鳥哥的這個正則就不能匹配,就不能實現我們想要的功能了。
那我們可以根據 固化分組、環視(零寬斷言)來實現這個要求,最後,CFC4N給出的正則以及PHP代碼案例如下
複製代碼 代碼如下:
$reg = '%<script>(?>[^<]*)(?>(?!</?script>)<[^<]*)*</script>%is';
$str = str_pad("<script>", 111111, "*"); //字元長度大於PHP回溯限制的100000
$str .= 'if a < b ; if b > c;</script>'; //隨便加幾個包含 < > 的測試字元
$ret = preg_replace($reg, "OK", $str);
print_r($ret); //列印結果 OK,證明匹配正確
var_dump(preg_last_error()); //上一次匹配錯誤。其輸出為 int(0)
嗨,同學,你看明白了嗎?
以上為小菜CFC4N的愚文,如有錯誤,歡迎指出。