Lua字符串模式匹配函數(shù)小結(jié)
模式匹配函數(shù)
在string庫(kù)中功能最強(qiáng)大的函數(shù)是：
string.find（字符串查找）
string.gsub（全局字符串替換）
string.gfind（全局字符串查找）
string.gmatch(返回查找到字符串的迭代器)
這些函數(shù)都是基于模式匹配的。與其他腳本語(yǔ)言不同的是，Lua并不使用POSIX規(guī)范的正則表達(dá)式[4]（也寫作regexp）來(lái)進(jìn)行模式匹配。主要的原因出于程序大小方面的考慮：實(shí)現(xiàn)一個(gè)典型的符合POSIX標(biāo)準(zhǔn)的regexp大概需要4000行代碼，這比整個(gè)Lua標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)加在一起都大。權(quán)衡之下，Lua中的模式匹配的實(shí)現(xiàn)只用了500行代碼，當(dāng)然這意味著不可能實(shí)現(xiàn)POSIX所規(guī)范的所有更能。然而，Lua中的模式匹配功能是很強(qiáng)大的，并且包含了一些使用標(biāo)準(zhǔn)POSIX模式匹配不容易實(shí)現(xiàn)的功能。
string.gmatch(str, pattern)
這是一個(gè)返回迭代器的函數(shù). 實(shí)際的用例如下:
s = "hello world from Lua"
for w in string.gmatch(s, "%a+") do
print(w)
end
這里是一個(gè)捕獲并將配對(duì)字符分別存到不同變量的例子:
t = {}
s = "from=world, to=Lua"
for k, v in string.gmatch(s, "(%w+)=(%w+)") do
t[k]=v
end
for k, v in pairs(t) do
print(k, v)
end
string.gsub(str, pattern, repl, n)
string.gsub()函數(shù)根據(jù)給定的配對(duì)表達(dá)式對(duì)源字符串str進(jìn)行配對(duì), 同時(shí)返回源字符串的一個(gè)副本, 該副本中成功配對(duì)的所有子字符串都將被替換. 函數(shù)還將返回成功配對(duì)的次數(shù).實(shí)際的替換行為由repl參數(shù)的類型決定:
當(dāng)repl為字符串時(shí), 所有成功配對(duì)的子字符串均會(huì)被替換成指定的repl字串.
當(dāng)repl為table時(shí), 對(duì)每個(gè)成功配對(duì)的子字符串, 函數(shù)均會(huì)試圖尋找以其為key值的table中的元素, 并返回該元素. 如果該配對(duì)包含任何捕獲信息, 則以編號(hào)為1號(hào)的捕獲作為key值進(jìn)行查找.
當(dāng)repl為函數(shù)時(shí), 每個(gè)成功配對(duì)的子字符串均會(huì)作為參數(shù)被傳入到該函數(shù)中去.
在repl是table或函數(shù)時(shí), 如果該table或函數(shù)返回了字串或數(shù)字的值, 這個(gè)值依然會(huì)被用于替換副本字串中的配對(duì)子字串. 如果該table/函數(shù)返回的值為空, 將不發(fā)生替換.
n參數(shù)可選, 當(dāng)它被指定時(shí), string.gsub()函數(shù)只對(duì)源字符串中的前n個(gè)成功配對(duì)的成員進(jìn)行操作.
以下是幾個(gè)例子:
> print(string.gsub("hello world", "(%w+)", "%1 %1"))
hello hello world world 2
> print(string.gsub("hello Lua", "(%w+)%s*(%w+)", "%2 %1"))
Lua hello 1
> string.gsub("hello world", "%w+", print)
hello world 2
> lookupTable = {["hello"] = "hola", ["world"] = "mundo"}
> print(string.gsub("hello world", "(%w+)", lookupTable))
hola mundo 2
string.match(str, pattern, init)
string.match()只尋找源字串str中的第一個(gè)配對(duì). 參數(shù)init可選, 指定搜尋過(guò)程的起點(diǎn), 默認(rèn)為1.
在成功配對(duì)時(shí), 函數(shù)將返回配對(duì)表達(dá)式中的所有捕獲結(jié)果; 如果沒(méi)有設(shè)置捕獲標(biāo)記, 則返回整個(gè)配對(duì)字符串. 當(dāng)沒(méi)有成功的配對(duì)時(shí), 返回nil.
string.match("abcdaef", "a")
-> a
string.reverse(str)
返回一個(gè)字符串的倒序排列
string.reverse("abcde")
->edcba
string.dump(function)
返回指定函數(shù)的二進(jìn)制代碼(函數(shù)必須是一個(gè)Lua函數(shù)，并且沒(méi)有上值)
string.find(str, pattern, init, plain)
string.find的基本應(yīng)用就是用來(lái)在目標(biāo)串（subject string）內(nèi)搜索匹配指定的模式的串。函數(shù)如果找到匹配的串返回他的位置，否則返回nil.最簡(jiǎn)單的模式就是一個(gè)單詞，僅僅匹配單詞本身。比如，模式'hello'僅僅匹配目標(biāo)串中的"hello"。當(dāng)查找到模式的時(shí)候，函數(shù)返回兩個(gè)值：匹配串開始索引和結(jié)束索引。
s = "hello world"
string.find(s, "hello") --> 1 5
string.find(s, "world") --> 7 11
string.find(s, "l") --> 3 3
string.find(s, "lll") --> nil
string.find函數(shù)第三個(gè)參數(shù)是可選的：標(biāo)示目標(biāo)串中搜索的起始位置。當(dāng)我們想查找目標(biāo)串中所有匹配的子串的時(shí)候，這個(gè)選項(xiàng)非常有用。我們可以不斷的循環(huán)搜索，每一次從前一次匹配的結(jié)束位置開始。下面看一個(gè)例子，下面的代碼用一個(gè)字符串中所有的新行構(gòu)造一個(gè)表：
local t = {} -- 存放回車符的位置
local i = 0
while true do
i = string.find(s, "\n", i+1) -- 查找下一行
if i == nil then break end
table.insert(t, i)
end
string.sub(str,sPos,ePos)
string.gsub的功能是截取字符串，他從指定起始位置截取一個(gè)字符串。string.sub可以利用string.find返回的值截取匹配的子串。
對(duì)簡(jiǎn)單模式而言，匹配的就是其本身
s = "hello world"
local i, j = string.find(s, "hello") --> 1 5
string.sub(s, i, j) --> hello
string.gsub(str, sourcestr, desstr)
string.gsub的基本作用是用來(lái)查找匹配模式的串，并將使用替換串其替換掉：
string.gsub函數(shù)有三個(gè)參數(shù)：目標(biāo)串，模式串，替換串。
s = string.gsub("Lua is cute", "cute", "great")
print(s) --> Lua is great
s = string.gsub("all lii", "l", "x")
print(s) --> axx xii
s = string.gsub("Lua is great", "perl", "tcl")
print(s) --> Lua is great
第四個(gè)參數(shù)是可選的，用來(lái)限制替換的范圍：
s = string.gsub("all lii", "l", "x", 1)
print(s) --> axl lii
s = string.gsub("all lii", "l", "x", 2)
print(s) --> axx lii
string.gsub的第二個(gè)返回值表示他進(jìn)行替換操作的次數(shù)。例如，下面代碼涌來(lái)計(jì)算一個(gè)字符串中空格出現(xiàn)的次數(shù)：
_, count = string.gsub(str, " ", " ")
（注意，_ 只是一個(gè)啞元變量）
模式
你還可以在模式串中使用字符類。字符類指可以匹配一個(gè)特定字符集合內(nèi)任何字符的模式項(xiàng)。比如，字符類%d匹配任意數(shù)字。所以你可以使用模式串'%d%d/%d%d/%d%d%d%d'搜索dd/mm/yyyy格式的日期：
s = "Deadline is 30/05/1999, firm"
date = "%d%d/%d%d/%d%d%d%d"
print(string.sub(s, string.find(s, date))) --> 30/05/1999
下面的表列出了Lua支持的所有字符類：
單個(gè)字符(除^$()%.[]*+-?外): 與該字符自身配對(duì)
.(點(diǎn)): 與任何字符配對(duì)
%a: 與任何字母配對(duì)
%c: 與任何控制符配對(duì)(例如\n)
%d: 與任何數(shù)字配對(duì)
%l: 與任何小寫字母配對(duì)
%p: 與任何標(biāo)點(diǎn)(punctuation)配對(duì)
%s: 與空白字符配對(duì)
%u: 與任何大寫字母配對(duì)
%w: 與任何字母/數(shù)字配對(duì)
%x: 與任何十六進(jìn)制數(shù)配對(duì)
%z: 與任何代表0的字符配對(duì)
%x(此處x是非字母非數(shù)字字符): 與字符x配對(duì). 主要用來(lái)處理表達(dá)式中有功能的字符(^$()%.[]*+-?)的配對(duì)問(wèn)題, 例如%%與%配對(duì)
[數(shù)個(gè)字符類]: 與任何[]中包含的字符類配對(duì). 例如[%w_]與任何字母/數(shù)字, 或下劃線符號(hào)(_)配對(duì)
[^數(shù)個(gè)字符類]: 與任何不包含在[]中的字符類配對(duì). 例如[^%s]與任何非空白字符配對(duì)
當(dāng)上述的字符類用大寫書寫時(shí), 表示與非此字符類的任何字符配對(duì). 例如, %S表示與任何非空白字符配對(duì).例如，'%A'非字母的字符
print(string.gsub("hello, up-down!", "%A", "."))
--> hello..up.down. 4
（數(shù)字4不是字符串結(jié)果的一部分，他是gsub返回的第二個(gè)結(jié)果，代表發(fā)生替換的次數(shù)。下面其他的關(guān)于打印gsub結(jié)果的例子中將會(huì)忽略這個(gè)數(shù)值。）在模式匹配中有一些特殊字符，他們有特殊的意義，Lua中的特殊字符如下：
( ) . % + - * ? [ ^ $
'%' 用作特殊字符的轉(zhuǎn)義字符，因此 '%.' 匹配點(diǎn)；'%%' 匹配字符 '%'。轉(zhuǎn)義字符 '%'不僅可以用來(lái)轉(zhuǎn)義特殊字符，還可以用于所有的非字母的字符。當(dāng)對(duì)一個(gè)字符有疑問(wèn)的時(shí)候，為安全起見請(qǐng)使用轉(zhuǎn)義字符轉(zhuǎn)義他。
對(duì)Lua而言，模式串就是普通的字符串。他們和其他的字符串沒(méi)有區(qū)別，也不會(huì)受到特殊對(duì)待。只有他們被用作模式串用于函數(shù)的時(shí)候，'%' 才作為轉(zhuǎn)義字符。所以，如果你需要在一個(gè)模式串內(nèi)放置引號(hào)的話，你必須使用在其他的字符串中放置引號(hào)的方法來(lái)處理，使用 '\' 轉(zhuǎn)義引號(hào)，'\' 是Lua的轉(zhuǎn)義符。你可以使用方括號(hào)將字符類或者字符括起來(lái)創(chuàng)建自己的字符類（譯者：Lua稱之為char-set，就是指?jìng)鹘y(tǒng)正則表達(dá)式概念中的括號(hào)表達(dá)式）。比如，'[%w_]' 將匹配字母數(shù)字和下劃線，'[01]' 匹配二進(jìn)制數(shù)字，'[%[%]]' 匹配一對(duì)方括號(hào)。下面的例子統(tǒng)計(jì)文本中元音字母出現(xiàn)的次數(shù)：
_, nvow = string.gsub(text, "[AEIOUaeiou]", "")
在char-set中可以使用范圍表示字符的集合，第一個(gè)字符和最后一個(gè)字符之間用連字符連接表示這兩個(gè)字符之間范圍內(nèi)的字符集合。大部分的常用字符范圍都已經(jīng)預(yù)定義好了，所以一般你不需要自己定義字符的集合。比如，'%d' 表示 '[0-9]'；'%x' 表示 '[0-9a-fA-F]'。然而，如果你想查找八進(jìn)制數(shù)，你可能更喜歡使用 '[0-7]' 而不是 '[01234567]'。你可以在字符集(char-set)的開始處使用 '^' 表示其補(bǔ)集：'[^0-7]' 匹配任何不是八進(jìn)制數(shù)字的字符；'[^\n]' 匹配任何非換行符戶的字符。記住，可以使用大寫的字符類表示其補(bǔ)集：'%S' 比 '[^%s]' 要簡(jiǎn)短些。
Lua的字符類依賴于本地環(huán)境，所以 '[a-z]' 可能與 '%l' 表示的字符集不同。在一般情況下，后者包括 'ç' 和 'ã'，而前者沒(méi)有。應(yīng)該盡可能的使用后者來(lái)表示字母，除非出于某些特殊考慮，因?yàn)楹笳吒?jiǎn)單、方便、更高效。
可以使用修飾符來(lái)修飾模式增強(qiáng)模式的表達(dá)能力，Lua中的模式修飾符有四個(gè)：
+ 匹配前一字符1次或多次
* 匹配前一字符0次或多次
- 匹配前一字符0次或多次
? 匹配前一字符0次或1次
'+'，匹配一個(gè)或多個(gè)字符，總是進(jìn)行最長(zhǎng)的匹配。比如，模式串 '%a+' 匹配一個(gè)或多個(gè)字母或者一個(gè)單詞：
print(string.gsub("one, and two; and three", "%a+", "word"))
--> word, word word; word word
'%d+' 匹配一個(gè)或多個(gè)數(shù)字（整數(shù)）：
i, j = string.find("the number 1298 is even", "%d+")
print(i,j) --> 12 15
'*' 與 '+' 類似，但是他匹配一個(gè)字符0次或多次出現(xiàn).一個(gè)典型的應(yīng)用是匹配空白。比如，為了匹配一對(duì)圓括號(hào)()或者括號(hào)之間的空白，可以使用 '%(%s*%)'。（ '%s*' 用來(lái)匹配0個(gè)或多個(gè)空白。由于圓括號(hào)在模式中有特殊的含義，所以我們必須使用 '%' 轉(zhuǎn)義他。）再看一個(gè)例子，'[_%a][_%w]*' 匹配Lua程序中的標(biāo)示符：字母或者下劃線開頭的字母下劃線數(shù)字序列。
'-' 與 '*' 一樣，都匹配一個(gè)字符的0次或多次出現(xiàn)，但是他進(jìn)行的是最短匹配。某些時(shí)候這兩個(gè)用起來(lái)沒(méi)有區(qū)別，但有些時(shí)候結(jié)果將截然不同。比如，如果你使用模式 '[_%a][_%w]-' 來(lái)查找標(biāo)示符，你將只能找到第一個(gè)字母，因?yàn)?'[_%w]-' 永遠(yuǎn)匹配空。另一方面，假定你想查找C程序中的注釋，很多人可能使用 '/%*.*%*/'（也就是說(shuō) "/*" 后面跟著任意多個(gè)字符，然后跟著 "*/" ）。然而，由于 '.*' 進(jìn)行的是最長(zhǎng)匹配，這個(gè)模式將匹配程序中第一個(gè) "/*" 和最后一個(gè) "*/" 之間所有部分：
test = "int x; /* x */ int y; /* y */"
print(string.gsub(test, "/%*.*%*/", "<COMMENT>"))
--> int x; <COMMENT>
然而模式 '.-' 進(jìn)行的是最短匹配，她會(huì)匹配 "/*" 開始到第一個(gè) "*/" 之前的部分：
test = "int x; /* x */ int y; /* y */"
print(string.gsub(test, "/%*.-%*/", "<COMMENT>"))
--> int x; <COMMENT> int y; <COMMENT>
'?' 匹配一個(gè)字符0次或1次。舉個(gè)例子，假定我們想在一段文本內(nèi)查找一個(gè)整數(shù)，整數(shù)可能帶有正負(fù)號(hào)。模式 '[+-]?%d+' 符合我們的要求，它可以匹配像 "-12"、"23" 和 "+1009" 等數(shù)字。'[+-]' 是一個(gè)匹配 '+' 或者 '-' 的字符類；接下來(lái)的 '?' 意思是匹配前面的字符類0次或者1次。
與其他系統(tǒng)的模式不同的是，Lua中的修飾符不能用字符類；不能將模式分組然后使用修飾符作用這個(gè)分組。比如，沒(méi)有一個(gè)模式可以匹配一個(gè)可選的單詞（除非這個(gè)單詞只有一個(gè)字母）。下面我將看到，通常你可以使用一些高級(jí)技術(shù)繞開這個(gè)限制。
以 '^' 開頭的模式只匹配目標(biāo)串的開始部分，相似的，以 '$' 結(jié)尾的模式只匹配目標(biāo)串的結(jié)尾部分。這不僅可以用來(lái)限制你要查找的模式，還可以定位（anchor）模式。比如：
if string.find(s, "^%d") then ...
檢查字符串s是否以數(shù)字開頭，而
if string.find(s, "^[+-]?%d+$") then ...
檢查字符串s是否是一個(gè)整數(shù)。
'%b' 用來(lái)匹配對(duì)稱的字符。常寫為 '%bxy' ，x和y是任意兩個(gè)不同的字符；x作為匹配的開始，y作為匹配的結(jié)束。比如，'%b()' 匹配以 '(' 開始，以 ')' 結(jié)束的字符串：
print(string.gsub("a (enclosed (in) parentheses) line", "%b()", ""))
--> a line
常用的這種模式有：'%b()' ，'%b[]'，'%b%{%}' 和 '%b<>'。你也可以使用任何字符作為分隔符。
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