正则表达式的实现

发布网友发布时间：2024-10-20 00:38

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热心网友时间：2024-10-31 20:40

在学习《编译原理》的过程中，我通过构建一个简易的正则表达式引擎，深化了对正则表达式理解。本文以C语言为实现基础，但概念阐述不局限于特定语言，主要通过伪代码和数据结构来阐述。我的目标是理解正则表达式的本质和构造，而非展示代码。

正则表达式是描述字符串模式的工具，它能表示语言，比如表示所有正整数的字符串集合。语言由字母表、串和语言的运算定义。字母表包含字符如字母、数字和标点，串则是这些字符的有限序列，而语言则是这些串的集合。

理解正则表达式的关键在于理解其运算规则，如并（|）、星(*)等。这些规则允许我们用较小的正则表达式构建复杂的模式。此外，正则表达式可以扩展，如引入元字符和更复杂的语法。在这个过程中，有限自动机成为核心概念，包括确定有限自动机(DFA)和非确定有限自动机(NFA)。

DFA是确定性自动机，每次读入字符后只有一个确定的状态转移，而NFA允许多个状态转移。转换表和模拟算法在理解正则表达式匹配中起着关键作用。正则表达式的实现涉及解析器、编译器和匹配器三个模块，分别负责解析语法、构建等效自动机并实际匹配字符串。

我在实践中遇到的一些挑战，如内存管理问题，也在文章中有所提及。如果想深入了解，可参考我在GitHub上的代码示例（链接省略）以及相关参考文献。欢迎大家在评论中指正，同时请注明出处。