正则表达式Java正则表达式性能问题

Question

我正试图用Java制作一个函数绘图程序，它涉及到获取用户对将要绘制的函数的输入、解析和绘图。例如，用户可以输入x^2-y^2、cos（x+y）、log（x）-sqrt（y）等。该程序使用中缀二进制运算（+、-）等）和一元运算（cos、sqrt等）

简而言之，为了计算一元运算，我必须确保给定的表达式遵循单个一元运算的格式。例如，cos（x）、sqrt（x+y）和log（exp（y）-x）都适合这种格式，因为它们是一元运算，操作数是某种表达式；但是，sin（x）*cos（y）和1+log（x）等字符串不遵循此格式。为了检查，我为这种格式制作了一个正则表达式：

String unaryName = "((productlog)|(zeta)|(log)|(sqrt)|(cos)|(sin)|(tan)|(sec)|(csc)|(csc)|(abs)|(arccos)|(arcsin)|(arctan)|(arcsec)|(arccsc)|(arccot)|(gamma)|(exp))";

（这只是一个正则表达式，用于检查给定字符串是否是预定义一元操作的名称）

String unaryOperation = unaryName + "\\(([^\\(\\)]*(\\(.*\\))*[^\\(\\)]*)+\\)"

我会解释的。这个正则表达式正在寻找一元操作的名称。之后，它会查找左括号。在这之后，它寻找一些不是括号的字符序列，然后寻找一些以左括号开始，以右括号结束的序列。后者防止字符串“sin（x）+cos（y）”匹配

据我所知，这个正则表达式总是给出期望的结果。然而，在使用过程中，出现了一个问题。考虑这种情况：

String s = "cos(3) + sin(4)";
System.out.println(s.matches(unaryOperation));

显然，如果正则表达式起作用，它应该返回false，事实就是如此。这个例子也是如此：

String s = "cos(3.000) + sin(4)";
System.out.println(s.matches(unaryOperation));

就模式而言，一切都没有改变。然而，连续地将0添加到3之后，匹配的计算时间似乎会以指数形式延长。对我来说，12个零大约需要13秒。由于我的程序将在一个图形上绘制多个点，因此每次绘制某个图形时，它将不得不计算数千个表达式，因此这是一个致命的缺陷

我已经找到了一种方法来解决必须使用这个正则表达式的问题，我的程序运行得很好，但我仍然想知道：为什么这个正则表达式要花这么长时间来处理大型输入，有没有办法更改正则表达式来解决这个问题

Answer 1

我怀疑问题是你的表达式在模式的中间是因为{{CD1}}，所以做了回溯的EME＞EME>回溯。试着用一个不情愿的量词替换它：.*?，或者更好的是（如果我理解逻辑的话），用[^\\)]*

事实上，这难道不管用吗：

String unaryOperation = unaryName + "\\([^\\)]*\\)";

这将查找名称、左括号、任意数量的非右括号字符，然后是右括号。这假设您不想匹配以下内容：

"cos(3 * (4 + x))"

（你的模式也不匹配）