.NET正則表達式如何使用平衡群來處理嵌套結構？

.NET正則表達式中的平衡組：處理嵌套結構的利器

本文探討.NET正則表達式引擎獨有的平衡組特性，它允許捕獲和操作正則表達式模式中重複組的多個實例。

重複組

與其他正則表達式引擎不同，.NET允許訪問同一個捕獲組的多個捕獲結果。例如：

<code>(.)+</code>

應用於字符串"abcd"：

• .NET正則表達式引擎會將所有四個捕獲（每個字符一個）存儲在一個堆棧中。

• 第1組的CaptureCollection將包含這些捕獲：

  • 0: "a"
  • 1: "b"
  • 2: "c"
  • 3: "d"

平衡組

平衡組，表示為(?<name>)，允許從堆棧中選擇性地移除捕獲。當遇到平衡組時，它會檢查指定組的堆棧中是否有任何捕獲。如果有，則從該組的堆棧中彈出（移除）最後一個捕獲。

例如，考慮以下正則表達式：

<code>(?<word>\w+)\W+(?<-word>\w+)</code>

• 此正則表達式匹配由非單詞字符分隔的兩個單詞。
• 平衡組(?<-word>)將移除由第一個(?<word>)創建的堆棧中的捕獲。

條件模式

條件模式，寫為(?(condition)truePattern|falsePattern)，與平衡組結合使用。通過利用平衡組的空堆棧行為，條件模式允許根據指定平衡組的堆棧是否為空進行更複雜的模式驗證。

例如，以下正則表達式驗證字符串的括號是否正確配對：

<code>^(?:[^()]|(?<Open>[(])|(?<-Open>[)]))*(?(Open)(?!))$</code>

• 它將每個左括號壓入堆棧，並為每個右括號彈出一次捕獲。
• 條件模式(?(Open)(?!$))確保字符串結尾時堆棧為空。

嵌套括號和捕獲內容

為了捕獲嵌套括號中的內容，可以使用(?<a-b>)語法。此語法：

• 從堆棧B彈出捕獲；
• 將彈出捕獲和當前組之間的內容壓入堆棧A。

使用此功能，以下正則表達式不僅可以驗證括號字符串，還可以捕獲每一層嵌套中的內容：

<code>^(?:[^()]|(?<Open>[(])|(?<Content-Open>[)]))*(?(Open)(?!))$</code>

平衡組、條件模式和(?<a-b>)語法為高級正則表達式匹配提供了強大的功能，尤其是在處理嵌套結構時。

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