问题背景与需求分析
在处理配置文件（如YAML）时，经常会遇到需要对特定行进行修改的场景。一个常见的需求是，如果某一行（例如，由schemas:标识的行）不包含某个特定的值（例如foo），则向该行末尾追加这个值。这个过程需要满足以下几个条件：
- 目标行识别：能够准确识别包含schemas:的行，即使其前面有不定数量的空白字符。
- 条件判断：仅当该行不包含foo这个词时才进行修改。
- 精确匹配：foo应作为一个独立的列表项被识别，而不是food或fool等包含foo的词。
- 单行操作：修改仅限于目标行，不应影响文件中其他行的内容。
- 跨行隔离：即使其他行包含foo，也不应影响目标行的判断和操作。
传统的字符串查找替换可能难以满足这些复杂的条件，而正则表达式凭借其强大的模式匹配能力，是解决此类问题的理想工具。
核心解决方案：正则表达式与负向先行断言
解决上述问题的关键在于结合使用行锚点、捕获组和负向先行断言（Negative Lookahead）。
1. 识别目标行并进行捕获
首先，我们需要一个正则表达式来识别包含schemas:的行，并捕获其完整内容以便后续替换。由于YAML文件可能存在缩进，我们需要考虑行首的空白字符。
(\s*schemas:.*)
- \s*: 匹配行首零个或多个空白字符（用于处理缩进）。
- schemas:: 匹配字面字符串schemas:。
- .*: 匹配schemas:之后到行尾的所有字符。
- (...): 这是一个捕获组，它将匹配到的整个目标行内容存储起来，以便在替换时使用。
2. 实现条件判断：负向先行断言
为了实现“如果行中不包含foo才进行修改”的条件，我们引入负向先行断言?!。
一个初步的尝试可能是：
^(?!.*foo)(\s*schemas:.*)$
然而，这个模式存在一个问题：如果文件中其他行包含foo，这个模式也可能不匹配目标行。这是因为?!.*foo是在整个输入字符串上进行判断，而不是限定在单行。为了确保只在当前行进行判断，我们需要结合行锚点^和$。
更精确的负向先行断言需要确保foo作为一个独立的列表项出现。在schemas: core,ext,plugin这样的结构中，foo可能出现在行尾，或者紧跟在逗号后面。
^(?!.*(?:foo\s*$|foo,))(\s*schemas:.*)$
- ^: 匹配行的开始。
- (?!...): 负向先行断言。它断言从当前位置（行首）开始，后面不能匹配到括号内的模式。
- .*: 匹配任意字符（零个或多个），直到遇到foo。
- (?:foo\s*$|foo,): 这是一个非捕获组，用于匹配两种情况之一：
- foo\s*$: 匹配foo后跟着零个或多个空白字符，然后是行尾。这覆盖了foo是最后一个元素的情况。
- |: 或。
- foo,: 匹配foo后跟着一个逗号。这覆盖了foo是中间元素的情况。
- (\s*schemas:.*): 如前所述，捕获目标行的内容。
- $: 匹配行的结束。
这个组合确保了只有当当前行（从行首到行尾）不包含作为独立项的foo时，整个正则表达式才匹配成功。
3. 替换操作
当正则表达式匹配成功时，表示目标行不包含foo，此时我们可以进行替换。替换字符串将使用捕获组$1来引用原始的目标行内容，并在其后追加,foo。
替换字符串: $1,foo
4. 示例代码（Java）
以下是一个在Java中实现此逻辑的示例：
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;
public class RegexConditionalAppend {
public static void main(String[] args) {
String yamlContent = """
some: other,line
schemas: core,ext,plugin
another: line,with,foo
schemas: bar,baz
yet: another,line
""";
// 正则表达式：
// ^(?!.*(?:foo\\s*$|foo,)) - 负向先行断言，确保当前行不包含 "foo" 作为独立项
// (\\s*schemas:.*)$ - 捕获以 "schemas:" 开头的行
String regex = "^(?!.*(?:foo\\s*$|foo,))(\\s*schemas:.*)$";
String replacement = "$1,foo";
// 使用 Pattern.MULTILINE 模式，使 ^ 和 $ 匹配每一行的开头和结尾
Pattern pattern = Pattern.compile(regex, Pattern.MULTILINE);
Matcher matcher = pattern.matcher(yamlContent);
StringBuffer result = new StringBuffer();
while (matcher.find()) {
// 如果匹配成功，则进行替换
matcher.appendReplacement(result, replacement);
}
matcher.appendTail(result); // 将未匹配的部分追加到结果中
System.out.println("原始内容:\n" + yamlContent);
System.out.println("\n修改后的内容:\n" + result.toString());
// 验证已包含 "foo" 的情况 (不应修改)
String yamlContentWithFoo = """
some: other,line
schemas: core,foo,plugin
another: line,with,bar
""";
Matcher matcherWithFoo = pattern.matcher(yamlContentWithFoo);
StringBuffer resultWithFoo = new StringBuffer();
while (matcherWithFoo.find()) {
matcherWithFoo.appendReplacement(resultWithFoo, replacement);
}
matcherWithFoo.appendTail(resultWithFoo);
System.out.println("\n原始内容 (已含foo):\n" + yamlContentWithFoo);
System.out.println("\n修改后的内容 (已含foo):\n" + resultWithFoo.toString());
}
}运行结果示例：
原始内容: some: other,line schemas: core,ext,plugin another: line,with,foo schemas: bar,baz yet: another,line 修改后的内容: some: other,line schemas: core,ext,plugin,foo another: line,with,foo schemas: bar,baz,foo yet: another,line 原始内容 (已含foo): some: other,line schemas: core,foo,plugin another: line,with,bar 修改后的内容 (已含foo): some: other,line schemas: core,foo,plugin another: line,with,bar
注意事项
- Java 正则表达式引擎：上述解决方案是针对Java的正则表达式引擎设计的。在Java中，Pattern.MULTILINE标志至关重要，它使得^和$锚点能够匹配每一行的开始和结束，而不是整个字符串的开始和结束。
- 精确匹配 foo：负向先行断言^(?!.*(?:foo\s*$|foo,))的设计是为了精确匹配foo作为一个独立的列表项。如果只是简单地使用^(?!.*foo)，则会错误地排除包含food、fool等词的行。
- 性能考量：负向先行断言通常比简单的匹配更耗费资源。对于非常大的文件，如果性能成为瓶颈，可以考虑先进行字符串查找判断，再进行正则表达式替换。然而，对于大多数配置文件处理场景，这种性能开销通常可以忽略不计。
- 负向后行断言（Negative Lookbehind）：理论上也可以使用负向后行断言。例如 ^(\s*schemas:.*)(?
总结
通过巧妙地结合行锚点、捕获组和负向先行断言，我们可以构建出强大而精确的正则表达式，以有条件地修改文本文件中的特定行。这种方法在自动化脚本、配置管理以及数据清洗等场景中具有广泛的应用价值。理解每个正则组件的作用及其在特定模式下的行为，是高效利用正则表达式解决复杂文本处理问题的关键。
