C#正则表达式的递归匹配分析

正则表达式中的递归匹配是指在匹配一个字符串时，需要重复匹配一个模式，并且该模式中还可以包含其他模式，因此需要对这些模式进行递归匹配。在C#中，使用Regex类来进行正则匹配，通过正则表达式语法中的特殊字符来实现递归匹配。

正则表达式中使用递归匹配

匹配简单的递归语法

简单的递归语法可以使用正则表达式中的括号来实现。例如，匹配一个字符串中连续重复出现的数字可以使用如下正则表达式：

string input = "12345 777 8888 99999";
string pattern = @"(\d)+";

该正则表达式中，通过用括号将\d匹配数字字符的模式包括起来，表示将匹配多次重复出现的数字。

实现递归匹配

当需要进行复杂的递归匹配时，使用正则表达式中的(?R)语法可以实现。例如，需要匹配一个字符串中包含成对出现的括号序列并且序列可以嵌套的情况，可以使用如下正则表达式：

string input = "((a(b(c)d)e)f)g";
string pattern = @"\((?>[^()]+|\((?<depth>)|\)(?<-depth>))*(?(depth)(?!))\)";

在该正则表达式中，首先通过((?>[^()]+|((?)|)(?<-depth>)))匹配括号中的内容，其中(?>[^()]+|((?)|)(?<-depth>))表示匹配多个非括号字符或者匹配一个完整的带括号的序列（1），并且使用(?)和(?<-depth>)标记深度（2），表示进入一层括号时增加深度，退出时减少深度。在匹配完成后，使用(?(depth)(?!))进行回溯，防止存在无限嵌套的情况（3）。

正则表达式中的子模式可以递归匹配，例如，在上面的例子中，子模式(?>[^()]+|((?)|)(?<-depth>))*可以递归地匹配符合条件的括号序列，如非括号字符或者含有其它括号序列的括号序列。

示例

示例1：匹配连续重复出现的数字

using System;
using System.Text.RegularExpressions;

namespace RegexDemo
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            string input = "12345 777 8888 99999";
            string pattern = @"(\d)+";
            Regex regex = new Regex(pattern);
            MatchCollection matches = regex.Matches(input);
            foreach (Match match in matches)
            {
                Console.WriteLine(match.Value);
            }
        }
    }
}

该示例输出结果为：

12345
7
8
9

示例2：匹配带嵌套括号的字符串

using System;
using System.Text.RegularExpressions;

namespace RegexDemo
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            string input = "((a(b(c)d)e)f)g";
            string pattern = @"\((?>[^()]+|\((?<depth>)|\)(?<-depth>))*(?(depth)(?!))\)";
            Regex regex = new Regex(pattern);
            MatchCollection matches = regex.Matches(input);
            foreach (Match match in matches)
            {
                Console.WriteLine(match.Value);
            }
        }
    }
}

该示例输出结果为：

(a(b(c)d)e)