捕获组

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2023-12-01

模式的一部分可以用括号括起来 (...)。这称为“捕获组（capturing group）”。

这有两个影响：

它允许将匹配的一部分作为结果数组中的单独项。
如果我们将量词放在括号后，则它将括号视为一个整体。

示例

让我们看看在示例中的括号是如何工作的。

示例：gogogo

不带括号，模式 go+ 表示 g 字符，其后 o 重复一次或多次。例如 goooo 或 gooooooooo。

括号将字符组合，所以 (go)+ 匹配 go，gogo，gogogo等。

alert( 'Gogogo now!'.match(/(go)+/i) ); // "Gogogo"

示例：域名

让我们做些更复杂的事 —— 搜索域名的正则表达式。

例如：

mail.com
users.mail.com
smith.users.mail.com

正如我们所看到的，一个域名由重复的单词组成，每个单词后面有一个点，除了最后一个单词。

在正则表达式中是 (\w+\.)+\w+：

let regexp = /(\w+\.)+\w+/g;

alert( "site.com my.site.com".match(regexp) ); // site.com,my.site.com

搜索有效，但是该模式无法匹配带有连字符的域名，例如 my-site.com，因为连字符不属于 \w 类。

我们可以通过用 [\w-] 替换 \w 来匹配除最后一个的每个单词：([\w-]+\.)+\w+。

示例：email

前面的示例可以扩展。我们可以基于它为电子邮件创建一个正则表达式。

email 格式为：name@domain。名称可以是任何单词，可以使用连字符和点。在正则表达式中为 [-.\w]+。

模式：

let regexp = /[-.\w]+@([\w-]+\.)+[\w-]+/g;

alert("my@mail.com @ his@site.com.uk".match(regexp)); // my@mail.com, his@site.com.uk

该正则表达式并不完美的，但多数情况下都可以工作，并且有助于修复意外的错误类型。唯一真正可靠的 email 检查只能通过发送 email 来完成。

匹配括号中的内容

括号从左到右编号。正则引擎会记住它们各自匹配的内容，并允许在结果中获得它。

方法 str.match(regexp)，如果 regexp 没有 g 标志，将查找第一个匹配并将它作为一个数组返回：

在索引 0 处：完全匹配。
在索引 1 处：第一个括号的内容。
在索引 2 处：第二个括号的内容。
…等等…

例如，我们想找到 HTML 标记 <.*?> 并进行处理。这将很方便的把标签内容（尖括号内的内容）放在单独的变量中。

让我们将内部内容包装在括号中，像这样：<(.*?)>。

现在，我们能在结果数组中获取标签的整体 <h1> 及其内容 h1：

let str = '<h1>Hello, world!</h1>';

let tag = str.match(/<(.*?)>/);

alert( tag[0] ); // <h1>
alert( tag[1] ); // h1

嵌套组

括号可以嵌套。在这种情况下，编号也从左到右。

例如，在搜索标签 <span class="my"> 时我们可能会对以下内容感兴趣：

整个标签内容：span class="my"。
标签名称：span。
标签属性：class="my"。

让我们为它们添加括号：<(([a-z]+)\s*([^>]*))>。

这是它们的编号方式（从左到右，由左括号开始）：

实际上：

let str = '<span class="my">';

let regexp = /<(([a-z]+)\s*([^>]*))>/;

let result = str.match(regexp);
alert(result[0]); // <span class="my">
alert(result[1]); // span class="my"
alert(result[2]); // span
alert(result[3]); // class="my"

result 的零索引始终保持完全匹配。

然后按左括号将组从左到右编号。第一组返回为 result[1]。它包含了整个标签内容。

然后 result[2] 从第二个开始的括号中进入该组 ([a-z]+) —— 标签名称，然后在 result[3] 标签中：([^>]*)。

字符串中每个组的内容：

可选组

即使组是可选的并且在匹配项中不存在（例如，具有数量词 (...)?），也存在相应的 result 数组项，并且等于 undefined。

例如，让我们考虑正则 a(z)?(c)?。它寻找 "a" ，然后是可选的 "z"，然后是可选的 "c"。

如果我们在单个字母的字符串上运行 a，则结果为：

let match = 'a'.match(/a(z)?(c)?/);

alert( match.length ); // 3
alert( match[0] ); // a（完全匹配）
alert( match[1] ); // undefined
alert( match[2] ); // undefined

数组的长度为 3，但所有组均为空。

这是字符串的一个更复杂的匹配 ac：

let match = 'ac'.match(/a(z)?(c)?/)

alert( match.length ); // 3
alert( match[0] ); // ac（完全匹配）
alert( match[1] ); // undefined，因为 (z)? 没匹配项
alert( match[2] ); // c

数组长度是恒定的：3。但是对于组 (z)? 而言，什么都没有，所以结果是 ["ac", undefined, "c"]。

搜索所有具有组的匹配项：matchAll

matchAll 是一个新方法，可能需要使用 polyfill

旧的浏览器不支持 matchAll。

可能需要一个 polyfill，例如 https://github.com/ljharb/String.prototype.matchAll.

当我们搜索所有匹配项（标志 g）时，match 方法不会返回组的内容。

例如，让我们查找字符串中的所有标签：

let str = '<h1> <h2>';

let tags = str.match(/<(.*?)>/g);

alert( tags ); // <h1>,<h2>

结果是一个匹配数组，但没有每个匹配项的详细信息。但是实际上，我们通常需要在结果中获取捕获组的内容。

要获取它们，我们应该使用方法 str.matchAll(regexp) 进行搜索。

在使用 match 很长一段时间后，它作为“新的改进版本”被加入到 JavaScript 中。

就像 match 一样，它寻找匹配项，但有 3 个区别：

它返回的不是数组，而是一个可迭代的对象。
当标志 g 存在时，它将每个匹配组作为一个数组返回。
如果没有匹配项，则不返回 null，而是返回一个空的可迭代对象。

例如：

let results = '<h1> <h2>'.matchAll(/<(.*?)>/gi);

// results - is not an array, but an iterable object
alert(results); // [object RegExp String Iterator]

alert(results[0]); // undefined (*)

results = Array.from(results); // let's turn it into array

alert(results[0]); // <h1>,h1 (1st tag)
alert(results[1]); // <h2>,h2 (2nd tag)

我们可以看到，第一个区别非常重要，如 (*) 行所示。我们无法获得 results[0] 的匹配内容，因为该对象是伪数组。我们可以使用 Array.from 把它变成一个真正的 Array。在 Iterable（可迭代对象）Iterable object（可迭代对象）一文中有关于伪数组和可迭代对象的更多详细信息。

如果我们不需要遍历结果，则 Array.from 没有必要：

let results = '<h1> <h2>'.matchAll(/<(.*?)>/gi);

for(let result of results) {
  alert(result);
  // 第一个结果: <h1>,h1
  // 第二个结果: <h2>,h2
}

……或使用解构：

let [tag1, tag2] = '<h1> <h2>'.matchAll(/<(.*?)>/gi);

由 matchAll 所返回的每个匹配，其格式与不带标志 g 的 match 所返回的格式相同：它是一个具有额外的 index（字符串中的匹配索引）属性和 input（源字符串）的数组：

let results = '<h1> <h2>'.matchAll(/<(.*?)>/gi);

let [tag1, tag2] = results;

alert( tag1[0] ); // <h1>
alert( tag1[1] ); // h1
alert( tag1.index ); // 0
alert( tag1.input ); // <h1> <h2>

为什么 matchAll 的结果是可迭代对象而不是数组？

为什么这个方法这样设计？原因很简单 — 为了优化。

调用 matchAll 不会执行搜索。相反，它返回一个可迭代的对象，最初没有结果。每当我们对它进行迭代时才会执行搜索，例如在循环中。

因此，这将根据需要找到尽可能多的结果，而不是全部。

例如，文本中可能有 100 个匹配项，但是在一个 for..of 循环中，我们已经找到了 5 个匹配项，然后觉得足够了并做出一个 break。这时引擎就不会花时间查找其他 95 个匹配。

命名组

用数字记录组很困难。对于简单模式，它是可行的，但对于更复杂的模式，计算括号很不方便。我们有一个更好的选择：给括号起个名字。

这是通过在开始括号之后立即放置 ?<name> 来完成的。

例如，让我们查找 “year-month-day” 格式的日期：

let dateRegexp = /(?<year>[0-9]{4})-(?<month>[0-9]{2})-(?<day>[0-9]{2})/;
let str = "2019-04-30";

let groups = str.match(dateRegexp).groups;

alert(groups.year); // 2019
alert(groups.month); // 04
alert(groups.day); // 30

如您所见，匹配的组在 .groups 属性中。

要查找所有日期，我们可以添加标志 g。

We’ll also need matchAll to obtain full matches, together with groups: 我们还需要 matchAll 获取完整的组匹配：

let dateRegexp = /(?<year>[0-9]{4})-(?<month>[0-9]{2})-(?<day>[0-9]{2})/g;

let str = "2019-10-30 2020-01-01";

let results = str.matchAll(dateRegexp);

for(let result of results) {
  let {year, month, day} = result.groups;

  alert(`${day}.${month}.${year}`);
  // 第一个 alert：30.10.2019
  // 第二个：01.01.2020
}

替换捕获组

方法 str.replace(regexp, replacement) 用 replacement 替换 str 中匹配 regexp 的所有捕获组。这使用 $n 来完成，其中 n 是组号。

例如，

let str = "John Bull";
let regexp = /(\w+) (\w+)/;

alert( str.replace(regexp, '$2, $1') ); // Bull, John

对于命名括号，引用为 $<name>。

例如，让我们将日期格式从 “year-month-day” 更改为 “day.month.year”：

let regexp = /(?<year>[0-9]{4})-(?<month>[0-9]{2})-(?<day>[0-9]{2})/g;

let str = "2019-10-30, 2020-01-01";

alert( str.replace(regexp, '$<day>.$<month>.$<year>') );
// 30.10.2019, 01.01.2020

非捕获组 ?:

有时我们需要括号才能正确应用量词，但我们不希望它们的内容出现在结果中。

可以通过在开头添加 ?: 来排除组。

例如，如果我们要查找 (go)+，但不希望括号内容（go）作为一个单独的数组项，则可以编写：(?:go)+。

在下面的示例中，我们仅将名称 John 作为匹配项的单独成员：

let str = "Gogogo John!";

// ?: 从捕获组中排除 'go'
let regexp = /(?:go)+ (\w+)/i;

let result = str.match(regexp);

alert( result[0] ); // Gogogo John（完全匹配）
alert( result[1] ); // John
alert( result.length ); // 2（数组中没有更多项）

总结

括号将正则表达式的一部分组合在一起，以便量词可以整体应用。

括号组从左到右编号，可以选择用 (?<name>...) 命名。

可以在结果中获得按组匹配的内容：

方法 str.match 仅当不带标志 g 时返回捕获组。
方法 str.matchAll 始终返回捕获组。

如果括号没有名称，则匹配数组按编号提供其内容。命名括号还可使用属性 groups。

我们还可以使用 str.replace 来替换括号内容中的字符串：使用 $n 或者名称 $<name>。

可以通过在组的开头添加 ?: 来排除编号组。当我们需要对整个组应用量词，但不希望将其作为结果数组中的单独项时这很有用。我们也不能在替换字符串时引用此类括号。