環視(Lookaround)
1 環視基礎
環視只進行子表達式的匹配，不佔有字符，匹配到的內容不保存到最終的匹配結果，是零寬度的。環視匹配的最終結果就是一個位置。
環視的作用相當於對所在位置加了一個附加條件，只有滿足這個條件，環視子表達式才能匹配成功。
環視按照方向劃分有順序和逆序兩種，按照是否匹配有肯定和否定兩種，組合起來就有四種環視。順序環視相當於在當前位置右側附加一個條件，而逆序環視相當於在當前位置左側附加一個條件。
表達式
說明
(?<=Expression)
逆序肯定環視，表示所在位置左側能夠匹配Expression
(?<!Expression)
逆序否定環視，表示所在位置左側不能匹配Expression
(?=Expression)
順序肯定環視，表示所在位置右側能夠匹配Expression
(?!Expression)
順序否定環視，表示所在位置右側不能匹配Expression
對於環視的叫法，有的文檔裏叫預搜索，有的叫什麼什麼斷言的，這裏使用了更多人容易接受的《精通正則表達式》中“環視”的叫法，其實叫什麼無所謂，只要知道是什麼作用就是了，就這麼幾個語法規則， 還是很容易記的
2 環視匹配原理
環視是正則中的一個難點，對於環視的理解，可以從應用和原理兩個角度理解，如果想理解得更清晰、深入一些，還是從原理的角度理解好一些，正則匹配基本原理參考 NFA引擎匹配原理。
上面提到環視相當於對“所在位置”附加了一個條件，環視的難點在於找到這個“位置”，這一點解決了，環視也就沒什麼祕密可言了。
順序環視匹配過程
對於順序肯定環視(?=Expression)來說，當子表達式Expression匹配成功時，(?=Expression)匹配成功，並報告(?=Expression)匹配當前位置成功。
對於順序否定環視(?!Expression)來說，當子表達式Expression匹配成功時，(?!Expression)匹配失敗；當子表達式Expression匹配失敗時，(?!Expression)匹配成功，並報告(?!Expression)匹配當前位置成功；
順序肯定環視的例子已在NFA引擎匹配原理中講解過了，這裏再講解一下順序否定環視。
源字符串：aa<p>one</p>bb<div>two</div>cc
正則表達式：<(?!/?p/b)[^>]+>
這個正則的意義就是匹配除<p…>或</p>之外的其餘標籤。
匹配過程：
首先由字符“<”取得控制權，從位置0開始匹配，由於“<”匹配“a”失敗，在位置0處整個表達式匹配失敗，第一次迭代匹配失敗，正則引擎向前傳動，由位置1處開始嘗試第二次迭代匹配。
重複以上過程，直到位置2，“<”匹配“<”成功，控制權交給“(?!/?p/b)”；“(?!/?p/b)”子表達式取得控制權後，進行內部子表達式的匹配。首先由“/?”取得控制權，嘗試匹配“p”失敗，進行回溯，不匹配，控制權交給“p”；由“p”來嘗試匹配“p”，匹配成功，控制權交給“/b”；由“/b”來嘗試匹配位置4，匹配成功。此時子表達式匹配完成，“/?p/b”匹配成功，那麼環視表達式“(?!/?p/b)”就匹配失敗。在位置2處整個表達式匹配失敗，新一輪迭代匹配失敗，正則引擎向前傳動，由位置3處開始嘗試下一輪迭代匹配。
在位置8處也會遇到一輪“/?p/b”匹配“/p”成功，而導致環視表達式“(?!/?p/b)”匹配失敗，從而導致整個表達式匹配失敗的過程。
重複以上過程，直到位置14，“<”匹配“<”成功，控制權交給“(?!/?p/b)”；“/?”嘗試匹配“d”失敗，進行回溯，不匹配，控制權交給“p”；由“p”來嘗試匹配“d”，匹配失敗，已經沒有備選狀態可供回溯，匹配失敗。此時子表達式匹配完成，“/?p/b”匹配失敗，那麼環視表達式“(?!/?p/b)”就匹配成功。匹配的結果是位置15，然後控制權交給“[^>]+”；由“[^>]+”從位置15進行嘗試匹配，可以成功匹配到“div”，控制權交給“>”；由“>”來匹配“>”。
此時正則表達式匹配完成，報告匹配成功。匹配結果爲“<div>”，開始位置爲14，結束位置爲19。其中“<”匹配“<”，“(?!/?p/b)”匹配位置15，“[^>]+”匹配字符串“div”，“>”匹配“>”。
逆序環視基礎
對於逆序肯定環視(?<=Expression)來說，當子表達式Expression匹配成功時，(?<=Expression)匹配成功，並報告(?<=Expression)匹配當前位置成功。
對於逆序否定環視(?<!Expression)來說，當子表達式Expression匹配成功時，(?<!Expression)匹配失敗；當子表達式Expression匹配失敗時，(?<!Expression)匹配成功，並報告(?<!Expression)匹配當前位置成功；
順序環視相當於在當前位置右側附加一個條件，所以它的匹配嘗試是從當前位置開始的，然後向右嘗試匹配，直到某一位置使得匹配成功或失敗爲止。而逆序環視的特殊處在於，它相當於在當前位置左側附加一個條件，所以它不是在當前位置開始嘗試匹配的，而是從當前位置左側某一位置開始，匹配到當前位置爲止，報告匹配成功或失敗。
順序環視嘗試匹配的起點是確定的，就是當前位置，而匹配的終點是不確定的。逆序環視匹配的起點是不確定的，是當前位置左側某一位置，而匹配的終點是確定的，就是當前位置。
所以順序環視相對是簡單的，而逆序環視相對是複雜的。這也就是爲什麼大多數語言和工具都提供了對順序環視的支持，而只有少數語言提供了對逆序環視支持的原因。
JavaScript中只支持順序環視，不支持逆序環視。
Java中雖然順序環視和逆序環視都支持，但是逆序環視只支持長度確定的表達式，逆序環視中量詞只支持“?”，不支持其它長度不定的量詞。長度確定時，引擎可以向左查找固定長度的位置作爲起點開始嘗試匹配，而如果長度不確定時，就要從當前位置向左逐個位置開始嘗試匹配，不成功則回溯，再向左側位置進行嘗試匹配，然後重複以上過程，直到匹配成功，或是嘗試到位置0處以後，報告匹配失敗，處理的複雜度是顯而易見的。
目前只有.NET中支持不確定長度的逆序環視。
逆序環視匹配過程
源字符串：<div>a test</div>
正則表達式：(?<=<div>)[^<]+(?=</div>)
這個正則的意義就是匹配<div>和</div>標籤之間的內容，而不包括<div>和</div>標籤本身。
匹配過程：
首先由“(?<=<div>)”取得控制權，從位置0開始匹配，由於位置0是起始位置，左側沒有任何內容，所以“<div>”必然匹配失敗，從而環視表達式“(?<=<div>)”匹配失敗，導致整個表達式在位置0處匹配失敗。第一輪迭代匹配失敗，正則引擎向前傳動，由位置1處開始嘗試第二次迭代匹配。
直到傳動到位置5，“(?<=<div>)”取得控制權，向左查找5個位置，由位置0開始匹配，由“<div>”匹配“<div>”成功，從而“(?<=<div>)”匹配成功，匹配的結果爲位置5，控制權交給“[^<]+”；“[^<]+”從位置5開始嘗試匹配，匹配“a test”成功，控制權交給“(?=</div>)”；由“</div>”匹配“</div>”成功，從而“(?=</div>)”匹配成功，匹配結果爲位置11。
此時正則表達式匹配完成，報告匹配成功。匹配結果爲“a test”，開始位置爲5，結束位置爲11。其中“(?<=<div>)”匹配位置5，“[^<]+”匹配“a test”，“(?=</div>)”匹配位置11。
逆序否定環視的匹配過程與上述過程類似，區別只是當Expression匹配失敗時，逆序否定表達式(?<!Expression)才匹配成功。
到此環視的匹配原理已基本講解完，環視也就沒有什麼祕密可言了，所需要的，也只是多加練習而已。
3 環視應用
今天寫累了，暫時就給出一個環視的綜合應用實例吧，至於環視的應用場景和技巧，後面再整理。
需求：數字格式化成用“,”的貨幣格式。
正則表達式：(?<=/d)(?<!/./d*)(?=(?:/d{3})+(?:/./d+|$))
測試代碼：
double[] data = new double[] { 0, 12, 123, 1234, 12345, 123456, 1234567, 123456789, 1234567890, 12.345, 123.456, 1234.56, 12345.6789, 123456.789, 1234567.89, 12345678.9 };
foreach (double d in data)
{
richTextBox2.Text += "源字符串：" + d.ToString().PadRight(15) + "格式化：" + Regex.Replace(d.ToString(), @"(?<=/d)(?<!/./d*)(?=(?:/d{3})+(?:/./d+|$))", ",") + "/n";
}
輸出結果：
源字符串：0 格式化：0
源字符串：12 格式化：12
源字符串：123 格式化：123
源字符串：1234 格式化：1,234
源字符串：12345 格式化：12,345
源字符串：123456 格式化：123,456
源字符串：1234567 格式化：1,234,567
源字符串：123456789 格式化：123,456,789
源字符串：1234567890 格式化：1,234,567,890
源字符串：12.345 格式化：12.345
源字符串：123.456 格式化：123.456
源字符串：1234.56 格式化：1,234.56
源字符串：12345.6789 格式化：12,345.6789
源字符串：123456.789 格式化：123,456.789
源字符串：1234567.89 格式化：1,234,567.89
源字符串：12345678.9 格式化：12,345,678.9
實現分析：
首先根據需求可以確定是把一些特定的位置替換爲“,”，接下來就是分析並找到這些位置的規律，並抽象出來以正則表達式來表示。
1、 這個位置的左側必須爲數字
2、 這個位置右側到出現“.”或結尾爲止，必須是數字，且數字的個數必須爲3的倍數
3、 這個位置左側相隔任意個數字不能出現“.”
由以上三條，就可以完全確定這些位置，只要實現以上三條，組合一下正則表達式就可以了。
根據分析，最終匹配的結果是一個位置，所以所有子表達式都要求是零寬度。
1、 是對當前所在位置左側附加的條件，所以要用到逆序環視，因爲要求必須出現，所以是肯定的，符合這一條件的子表達式即爲“(?<=/d)”
2、 是對當前所在位置右側附加的條件，所以要用到順序環視，也是要求出現，所以是肯定的，是數字，且個數爲3的倍數，即“(?=(?:/d{3})*)”，到出現“.”或結尾爲止，即“(?=(?:/d{3})*(?:/.|$))”
3、 是對當前所在位置左側附加的條件，所以要用到逆序環視，因爲要求不能出現，所以是否定的，即“(?<!/./d*)”
因爲零寬度的子表達式是非互斥的，最後匹配的都是同一個位置，所以先後順序是不影響最後的匹配結果的，可以任意組合，只是習慣上把逆序環視寫在左側，順序環視寫在右側。
