Go正则表达式全解析：从基础到实战

Go 基础：正则表达式 regexp 库详解

正则表达式是文本处理的重要工具，Go 标准库中的 regexp 提供了强大的正则功能。以下从核心功能、语法支持和实际用例展开解析。

正则表达式基础语法

Go 的 regexp 支持 Perl 风格的正则语法，覆盖常见模式匹配需求：

字符类：[a-z] 匹配小写字母，\d 匹配数字。
重复符号：*（0 次或多次），+（1 次或多次），{2,4}（2 到 4 次）。
分组捕获：(P<name>pattern) 命名分组，(?:pattern) 非捕获分组。
边界匹配：^ 行首，$ 行尾，\b 单词边界。

特殊语法示例：

// 匹配邮箱格式
pattern := `^[a-zA-Z0-9._%+-]+@[a-zA-Z0-9.-]+\.[a-zA-Z]{2,}$`

核心方法解析

编译与预编译

// 直接匹配（适用于单次匹配）
matched, _ := regexp.MatchString(`foo.*`, "seafood")

// 预编译（适用于多次匹配）
re := regexp.MustCompile(`foo.*`) 
matched := re.MatchString("seafood")

查找与提取

re := regexp.MustCompile(`(\d+)-(\d+)`)
// 查找首个匹配
match := re.FindString("123-456 789-012")  // "123-456"

// 提取分组
matches := re.FindStringSubmatch("123-456")
// matches[0]: "123-456", matches[1]: "123", matches[2]: "456"

替换操作

re := regexp.MustCompile(`(\w+)\s+(\w+)`)
// 位置引用替换
result := re.ReplaceAllString("Hello World", "$2 $1")  // "World Hello"

// 函数式替换
result := re.ReplaceAllStringFunc("a b", strings.ToUpper)  // "A B"

性能优化技巧

优先使用 Compile 而非 MustCompile 以处理编译错误。
复用已编译的 Regexp 对象，避免重复编译。
复杂正则可拆分为多个简单匹配，提升可维护性。

// 错误处理的编译方式
re, err := regexp.Compile(`pattern`)
if err != nil {
    log.Fatal("编译失败:", err)
}

高级功能示例

并发安全使用 regexp.Regexp 对象本身是并发安全的，可在多个 goroutine 中共享使用。

最长/最短匹配

// 默认贪婪匹配（最长）
re := regexp.MustCompile(`a.*b`)  // 匹配 "axxxbxxxb" 整个字符串

// 非贪婪匹配（最短）
re := regexp.MustCompile(`a.*?b`)  // 匹配 "axxxb" 和 "xxxb"

POSIX 兼容模式

re := regexp.MustCompilePOSIX(`(a|ab)c`)
match := re.FindString("abc")  // 优先匹配更长模式，结果为 "abc"

常见用例实现

验证输入格式

func ValidatePhone(phone string) bool {
    re := regexp.MustCompile(`^1[3-9]\d{9}$`)
    return re.MatchString(phone)
}

日志分析提取

logLine := "2023-08-01 ERROR [server] Connection timeout"
re := regexp.MustCompile(`^(\d{4}-\d{2}-\d{2})\s+(\w+)\s+\[(\w+)\]\s+(.+)$`)
parts := re.FindStringSubmatch(logLine)
// parts[1]: 日期, parts[2]: 日志级别, parts[3]: 模块, parts[4]: 消息

模板变量替换

text := "Hello {{.Name}}, your code is {{.Code}}"
re := regexp.MustCompile(`\{\{\.(\w+)\}\}`)
result := re.ReplaceAllStringFunc(text, func(m string) string {
    field := re.FindStringSubmatch(m)[1]
    return data[field]  // 从map中获取实际值
})

与其他语言差异

Go 默认采用 UTF-8 编码处理多字节字符。
不支持 Perl 的部分高级特性如条件表达式。
\p{Han} 可直接匹配中文字符，无需特别配置。

re := regexp.MustCompile(`\p{Han}+`)  // 匹配连续中文
chinese := re.FindString("Hello 世界")  // "世界"

通过合理运用这些特性，可以高效解决文本匹配、提取和转换等问题。注意复杂正则的测试验证，推荐使用 regexp.MustCompile 在初始化时暴露问题。

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