DFA(确定性有穷自动机)和NFA(非确定性有穷自动机)引擎在正则表达式的处理中有着不同的特性和行为。以下是它们之间的主要区别:
1、工作原理:
DFA引擎是文本主导的,它会先看文本,再看正则表达式。它执行的方式是线性的,整个匹配过程中,字符串只看一遍,不会发生回溯,相同的字符不会被测试两次。
NFA引擎是表达式主导的,它先看正则,再看文本,而且以正则为主导。在匹配过程中,NFA引擎可能会进行回溯,即对字符串中的同一部分进行多次对比和测试。
2、执行速度:
一般来说,DFA引擎在“正常”情况下的简单文本匹配测试中,速度与NFA引擎相近。但由于DFA引擎在匹配过程中不会发生回溯,因此它在处理某些复杂的正则表达式时可能会更快。
NFA引擎由于可能进行大量的回溯操作,在最坏情况下,其执行速度可能会非常慢。
3、匹配结果:
DFA引擎可以确保匹配到可能的最长字符串,并返回最左边的最长的匹配文本。
NFA引擎可能会因为回溯而返回不同的匹配结果,尤其是在使用贪婪匹配回溯算法时,它可能会急于报告匹配结果,导致还有更长的匹配未被发现。
4、功能特性:
DFA引擎因为只包含有限的状态,所以没有反向引用功能,也不支持捕获子组。
NFA引擎通过构造特定扩展,支持子组和反向引用。同时,NFA引擎还能提供一些DFA不支持的功能,如捕获括号内的子表达式匹配的文本、环视、非匹配优先的量词,以及有序的多选结构等。
5、优化和复杂性:
DFA引擎在预编译阶段所作的工作提供的优化效果要好于大多数NFA引擎复杂的优化措施。DFA引擎不需要做太多的优化,因为它的匹配速度很快。
NFA引擎的编译过程通常要快一些,需要的内存要少一些,但其匹配速度受正则表达式的影响较大。
6、POSIX NFA:
POSIX NFA是NFA引擎的一个变体,它主要在Unix/Linux中的某些工具中使用。POSIX NFA在找到可能的最长匹配之前会继续回溯,也就是说它会尽可能找最长的,如果分支一样长,以最左边的为准(“The Longest-Leftmost”)。
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