今天我的同事老赵 @jeffz_cn 问我，有没有办法用正则表达式匹配“不包含某个字符串”的文本，正好，我在写作的《正则表达式傻瓜书》中也提到了这类问题，就把这一节放出来，给大家参考，也希望大家多提建议（尤其是配图方面）。

正则表达式的与或非

我们都知道，写正则表达式有点像搭积木，复杂的功能总可以拆分开来，由不同的元素（也就是子表达式）对应，再用合适的关系将它们组合起来，就可以完成。在这一节，我们讲解常见的与或非关系的表达。

与

“与”是最简单的关系，它表示若干个元素必须同时相继出现，比如匹配单词cat，其实就是要求字符c、字符a和字符t必须同时连续出现。

正则表达式表达“与”关系非常简单，直接连续写出相继出现的元素就可以，我们可以想象，在各个元素之间，存在看不见的连接操作符·，比如上面匹配单词cat的正则表达式，就是『cat』，我们可以将它想象为『c·a·t』。

“与”关系也不限于字符之间，任何子表达式都可以用它来连接，如果我们把上面单词中的a替换为字符组『[au]』，表达式就变为『c[au]t』，你可以想象为『c·[au]·t』。

或

“或”是正则表达式灵活性的重要体现，我们可以规定某个位置的文本的“多种可能”，比如要匹配cat或是cut，在正则表达式看来，就是“字符c，然后是a或u，然后是t”。

如果“或”的多种可能都是单个字符（一般要求ASCII字符，中文字符等多字节字符的情况，可以参考本书专门论述的章节，此处仅以ASCII字符为例），就可以用字符组来表达“或”的关系，比如上面的cat或者cut的情况，正则表达式写做『c[au]t』，其原理如下：

更复杂的情况是“或”的多种可能，并非都是单个字符，有些可能是多个字符。比如，我们可以看一个更复杂的例子，不仅要匹配cut，还要匹配c开头、t结尾的单词chart、conduct和court。也就是说，在开头的c，结尾的t之间“可能”出现的是：u或har或onduc或our。

遇到这种情况，就不应使用字符组，而应当使用多选分支『(…|…)』，将各个“可能选项”列在多选分支中。于是，正则表达式变为『c(u|har|onduc|our)t』，其原理如下：

关于多选分支，还有两点要补充：

多选分支也可用于“每个选择都是单个字符”的情况，比如『c[au]t』写成『c(a|u)t』是没错的，但字符组的效率要远高于多选分支，所以，在这种情况下，推荐使用字符组『c[au]t』；

默认的多选分支『(…|…)』使用的括号是会捕获文本的，也就是说，括号内的表达式真正匹配成功的文本会记录下来，匹配完成之后可以提取出来，具体到上面的例子，就是我们有办法在匹配完成后“提取”出u或har或onduc或our。但许多时候，我们需要的只是整个表达式的匹配，而不关心“匹配时到底选择的哪种可能情况”，在这种情况下，我们稍加修改，使用“不捕获文本的括号”，可以提高效率。不捕获文本的写法也很简单，只是在开扩号之后加上字符『?:』，也就是『(?:…|…)』，具体到上面的例子，就应该写成『c(?:u|har|onduc|our)t』。这样做虽然繁琐点，但效率有保障，阅读起来也不困难，我推荐养成这种习惯，只要用到了括号，就想想是否真的要捕获括号内表达式匹配的文本，如果不需要，就是用不捕获文本的括号。

非

“非”看起来简单，其实是最复杂的，以下分几种情况讨论。

首先讨论针对字符的“非”：不容许出现某个或某几个字符。这是最简单的情况，直接用排除型字符组就可以对付，仍然用上面的例子，如果要匹配的单词是c开头、t结尾，中间有一个字符，但不能是u（也就是说，整个单词不能是cut），直接用『c[^u]t』就可以了，若中间的字符不能是a或u（也就是说，整个单词不能是cat或cut），则表达式改为『c[^au]t』。

如果你认真读过关于排除型字符组的章节，肯定会知道，这个表达式能匹配的只是cot之类的单词，因为中间的排除型字符组『[^au]』必须匹配一个字符。可是，如果我们还想要匹配chart、conduct和court，怎么办？最简单的想法是去掉排除型字符组的长度限制，改成『c[^au]+t』——不幸的是，这样行不通，因为这个表达式的意思是：c和t之间，是由多于一个“除a或u之外的字符“构成的，而chart、conduct和court，都包含a或u。

我们回头仔细看看这个“非”的逻辑，我们发现，其实我们要否定的是“单个出现的a或u”，而不仅仅是“出现的a或u”，所以才出现这样的问题，要解决这个问题，就应当把意思准确表达出来，变成“在结尾的t之前，不容许只出现一个a或u”。想到这一步，我们就可以用否定顺序环视『(?!…)』来解决了，它表示“在这个位置向右，不容许出现子表达式能够匹配的文本，我们把子表达式规定为『[au]t\b』（最后的『\b』很重要，它出现在t之后，保证t是单词的结尾子母）。

有了这点限制，匹配a和t之间文本的表达式就随意很多了，我们可以用匹配单词字符的简记法『\w』表示，于是整个表达式就变成了『c(?![au]t\b)\w+t』。请注意，这里出现的并不是排除型字符组『[^au]』，而是普通的字符组『[au]』，因为否定顺序环视『(?!…)』本身已经表示了“否定”的功能。

如果我们再进一步，“整个匹配文本中都不能出现字符串cat”，要怎么办呢？许多人的思路就是借鉴处理“或”关系的思路：既然字符组对应单个字符的情况，多选分支对应多个字符的情况，那么在否定时也是这样。可惜，正则表达式并没有提供与多选分支对应的“否定”结构，那么，应该怎么办呢？

解决的办法还是得依靠否定顺序环视——“整个匹配文本中都不能出现字符串cat”，换句话说，就是“在文本中的任意位置，向右，都不能出现该字符串”。因此，我们用两个锚点『^』和『$』，分别匹配整个字符串的开头和结尾位置，再用否定顺序环视『(?!cat)』表达“不能出现字符串cat”。

即便知道了原理，也不见得能写对正则表达式，比如『^(?!cat).+$』就是不正确的，因为它只限定了在文本的开头（也就是『^』）右边不能出现cat，而我们真正要做的是，在文本的每一个位置右边，都不能出现cat，所以应该改成『^((?!cat).)+$』；但这还说不上完美，根据前面提到的关于括号捕获的知识，因为此处并不需要括号捕获的文本，所以最好使用非捕获型括号『(?:…)』，最终我们得到的表达式就是『^(?:(?!cat).)+$』。

这两天，我的同事丁宇（@felixding，极具艺术气质的设计师，推荐）遇到了一个正则表达式的问题，我琢磨了半天写了个表达式，暂时能用；今天庄表伟（@zhuangbiaowei）跟我说，遇到正则表达式的问题，大家一般只能查手册，但具体的问题要怎么思考和解决问题，往往束手无策；恰好我在写作《正则表达式傻瓜书》，也希望多讲讲这方面的内容。尽管目前的写作还没有进展到介绍解题经验的阶段，但可以先在blog上写这方面的内容，希望对大家有所帮助，也希望大家多提意见；如果大家愿意，我可以继续写这类文章。
另：本例解决过程中王晖同学（@cnhacktnt）提供了大量的帮助，他使用正则表达式的熟练程度远在我之上，在此深表感谢。

要想写好、写对正则表达式，第一步就是分析需求，把模糊的应用要求清楚归纳为几条程序性特征；本例中的正则表达式用于验证“密码字符串”，仔细分解应用场景，可以得到四条明确的要求（一般来说，密码字符串对长度都有要求，但本例中，需要验证的密码字符串已经由其它语句保证了是6-12位长的字符串，所以这里不考虑长度）：

1.只能由小写字母、数字和横线（-）组成；
2.开头和结尾不允许是横线；
3.不允许全部是数字；
4.不允许有连续（超过一个）的横线。

下面我们一一解析：

1.只能由小写字母、数字和横线（-）组成
这一条很好办，用字符组『[-a-z0-9]』即可解决，注意我们没有用字符组『\w』，因为一般来说『\w』等价于『[a-z0-9_]』，下划线_也可以匹配；在使用正则表达式时准确限定范围、避免错误匹配，是需要谨记的规矩；

2.开头和结尾不容许是横线
这也很好办，我们知道，在正则表达式中，字符串的开头位置用『^』表示，结束位置用『$』表示（关于『\A』和『\Z』的情况暂不讨论，因为密码字符串中不可能出现换行符），这两个锚点（anchor）只匹配位置，不匹配任何字符；开头不容许出现横线，也就是说，从开头位置向后，不容许出现横线字符，我们可以用否定顺序环视（negative lookahead）功能解决。在本例中，它写作『(?!-)』，其中的『(?!…)』是否定顺序环视的标志符，其中的横线，整个结构表示，在当前位置之后（也就是右边一位），不容许出现横线字符，把它和表示字符串开头的『^』连在一起，得到『^(?!-)』，就表示“从字符串的开始位置，向右边看，不容许马上出现横线”；类似的，我们在表达式的末尾使用否定逆序环视，正则表达式『(?<!-)$』就表示“从字符串的末尾位置，向左边看，不容许马上出现横线”；

3.不容许全部是数字
这个要求得动点脑筋，有人一看到“不容许全部是数字”，就想到否定型字符组『[^0-9]*』，这其实是不对的。我们仔细想想，“不容许全部是数字”就是“必须出现至少一个非数字字符”，而第一条要求字符只能是小写字母、数字和横线，那么这个“非数字字符”只能是小写字母，或者横线。这样一来我们就知道了，在这个正则表达式中，必须出现一个『[-a-z]』匹配的字符；

4.不容许有连续（超过一个）的横线
这种“不容许出现某种连续字符”的情况，是正则表达式中最难处理的地方，因为常见的表示“不容许”的功能，就是排除型字符组『[^…]』，于是，遇到“不容许出现两个连续横线”的情况，许多人就想当然地写下『[^–]』，但这其实大错特错——我们需要谨记，字符组的作用只限于单个字符，所以『[^–]』的意思是“在这个位置，不能匹配横线”。那么要怎么办呢？
一般来说有两个办法，我们可以规定，在一个横线字符匹配之后，不容许继续出现横线，还是应用上面说过的否定顺序环视，『-(?!-)』，就保证了匹配了一个横线之后，不容许继续出现横线，如果在每一个可能匹配横线的地方都加上这个限定，“不容许有连续（超过一个）横线”的要求也就满足了；或者我们也可以在整个正则表达式的最开头，使用否定顺序环视『^(?![-a-z0-9]*–)』，因为表达式『[-a-z0-9]*–』会“尽力寻找可能的匹配”，对它加以否定，就保证了整个字符串中绝对不容许出现两个连续的横线。
在这个例子中，我们观察第一条要求对应的表达式，发现横线一般是与小写字母和数字同时出现在一个字符组『[-a-z0-9]』中，如果采取上述第一种办法，因为字符组中只能出现对单个字符的规定（而无法使用类似环视之类的结构），『[-(?!-)a-z0-9]』的意思完全不对，所以整个字符组就要改成括号，以多选结构表示为『(-(?!-)|[a-z0-9])』，显得很累赘，所以优选第二种方法。

好了，四条要求已经分别解决完毕，现在我们把它们组合起来。

首先，是开头的『^(?!-)』，这就表示“开头不容许出现横线”，在结尾用『(?<!-)$』，表示“结尾不容许出现横线”；
其次，之中的内容都只可能是小写字母、数字和横线，所以用字符组『[-a-z0-9]』，因为长度不确定，所以使用量词『*』，变成『[-a-z0-9]*』；
再次，整个正则表达式中必须出现一个非数字字符，也就是必须让『[-a-z]』匹配一个字符，因为这个非数字字符出现的位置不确定，我们不妨把上面的表达式『[-a-z0-9]*』“切开”，把『[-a-z]』塞进去，得到『[-a-z0-9]*[-a-z][-a-z0-9]*』，这样就保证了“在所有由小写字母、数字和横线构成的字符串中，至少出现了一个非数字字符”；
最后，不容许出现两个连续的横线，我们的解决办法是在字符组的最开始位置，添加一个否定顺序环视，也就是『(?![-a-z0-9]*–)』，我们把它与之前的『^(?!-)』合并起来，得到『^(?!(-|[-a-z0-9]*–))』。

所以，整个正则表达式就是这样：

^(?!(-|[-a-z0-9]*--))[-a-z0-9]*[-a-z][-a-z0-9]*(?<!-)$

看起来完全没有问题，但放到Ruby on Rails框架里运行，却报正则表达式错误——原来是Ruby不支持逆序环视，所以最后的『(?<!-)』无法使用；那么要如何解决呢？
这时候又有两个办法，第一是用字符串函数判断最后一个字符是否横线，来“辅助”正则表达式，许多新手往往会陷入思维的误区，或者追求“漂亮”，非要用一个正则表达式解决所有问题，这其实是不必要的；如果非要用正则表达式，可能要动用一些复杂的结构——不过还好，在本例中，我们可以“取巧”，再添加一个否定顺序环视，『(?![-a-z0-9]*-$)』，表示“不容许出现 横线+字符串结尾 的情况”，也就等于“在字符串结尾之前，不能出现横线”。

我们把这个字符组与之前的『^(?!(-|[-a-z0-9]*–))』合并，就得到『^(?!(-|[-a-z0-9]*–| [-a-z0-9]*-$))』；于是，整个正则表达式就成了：

^(?!(-|[-a-z0-9]*--|[-a-z0-9]*-$))[-a-z0-9]*[-a-z][-a-z0-9]*$

输入这个正则表达式，编译不再报错，运行测试，发现完全符合要求。