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날짜 정규식 구현에 대한 자세한 설명

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2018-03-29 11:25:141508검색

이번에는 날짜 정규식 구현에 대한 자세한 설명을 가져왔습니다. 날짜 정규식 구현 시 주의사항은 무엇인가요?

1 개요

우선 Winform과 Webform 모두 사용 편의성과 확장성 측면에서 볼 때 날짜 선택 및 확인이 여전히 매우 성숙한 달력 컨트롤을 가지고 있다는 점을 설명해야 합니다. 이를 달성하려면 달력 컨트롤을 사용하세요.

며칠 전 CSDN의 여러 섹션에서 날짜 정규화를 요구하는 게시물을 보고 여러분과 논의하고 소통하기 위해 이 글을 작성했습니다. 누락된 부분이나 오류가 있으면 정정해 주시기 바랍니다.

날짜 정규화는 일반적으로 형식 요구 사항이 있고 사용자가 데이터를 직접 입력하지 않는 경우에 사용됩니다. 다양한 애플리케이션 시나리오로 인해 작성된 일반 규칙도 다르며 복잡성도 자연스럽게 다릅니다. 일반적인 글쓰기에는 구체적인 상황에 따른 상세한 분석이 필요합니다. 하나의 기본 원칙은 복잡한 내용이 아닌 적절한 내용만 작성하는 것입니다.

날짜 추출의 경우 날짜가 아닌 것과 구별할 수 있는 한 

\d{4}-\d{2}-\d{2}

와 같이 가장 간단한 정규식을 작성하면 됩니다. yyyy-MM-dd 형식의 날짜가 소스 문자열에서 고유하게 위치할 수 있는 경우, 추출에 사용할 수 있습니다.

검증을 위해서는 문자 구성과 형식만 검증하면 별 의미가 없습니다. 규칙에 대한 검증도 추가해야 합니다. 윤년이 존재하기 때문에 날짜 확인이 더욱 복잡해집니다.

먼저 유효한 날짜 범위와 윤년이 무엇인지 살펴 보겠습니다.

2 날짜 규칙

2.1 유효한 날짜 범위

유효한 날짜 범위는 애플리케이션 시나리오에 따라 다릅니다.

MSDN에 정의된 DateTime 개체의 유효한 범위는 0001-01-01 00:00:00부터 9999-12-31 23:59:59입니다.

ISO 8601 사양에 따르면 UNIX 타임스탬프의 0은 1970-01-01T00:00:00Z입니다.

실제 애플리케이션에서는 날짜 범위가 기본적으로 DateTime에서 지정한 범위를 초과하지 않으므로 일반 검증에서는 일반적으로 사용되는 날짜 범위만 사용할 수 있습니다.

2.2 윤년이란

(다음은 바이두 백과사전에서 발췌)

윤년(윤년)은 인위적인 달력 규정으로 인한 연간 일수와 일수 사이의 시차를 메우기 위해 제정되었습니다. 지구의 실제 혁명 기간. 시차가 메워지는 해는 윤년이다.

지구의 태양 공전 궤도는 365일 5시간 48분 46초(365.24219일)이며, 이는 열대년입니다. 그레고리력의 평년은 365일로 열대년보다 0.2422일 정도 짧다. 4년마다 하루씩 더해져서 2월 말(즉, 2월 29일)이 된다. 일년의 길이가 366일이 됩니다. 올해는 윤년입니다.

현재의 그레고리력은 로마인의 "율리우스력"에서 채택되었다는 점에 유의해야 합니다. 기원전 46년부터 16세기까지 매년 0.0078일을 추가로 계산해야 한다는 사실을 당시에는 이해하지 못했기 때문에 총 10일이 추가되었습니다. 이 때문에 당시 교황 그레고리오 13세는 1582년 10월 5일을 10월 15일로 인위적으로 지정했다. 그리고 새로운 윤년 규정을 시작했습니다. 즉, 그레고리력의 연도를 100년으로 하고, 400의 배수이어야 윤년이고, 400의 배수가 아니면 평년으로 규정한다. 예를 들어 1700년, 1800년, 1900년은 평년이고 2000년은 윤년입니다. 이후 평균 연간 길이는 365.2425일이며 약 4년 동안 1일의 편차가 발생했다. 4년마다 윤년을 계산하면 매년 평균 0.0078일이 추가되며, 400년 후에는 약 3일이 추가됩니다. 따라서 400년마다 3번의 윤년이 줄어듭니다. 윤년의 계산은 평소와 같이 요약할 수 있습니다. 4년마다 윤년이 있고, 100년마다 윤년이 없으며, 400년마다 또 다른 윤년이 있습니다.

2.3 날짜 형식

언어와 문화에 따라 날짜의 하이픈 형식은 일반적으로

yyyyMMdd

yyyy-MM-dd

yyyy/MM/dd입니다.

yyyy.MM.dd

3 날짜 정규식 구성

3.1 규칙 분석

写复杂正则的一个常用方法，就是先把不相关的需求拆分开，分别写出对应的正则，然后组合，检查一下相互的关联关系以及影响，基本上就可以得出对应的正则。

按闰年的定义可知，日期可以有几种分类方法。

3.1.1  根据天数是否与年份有关划分为两类

与年份无关的一类中，根据每月天数的不同，又可细分为两类

  • 1、3、5、7、8、10、12月为1-31日

  • 4、6、9、11月为1-30日

与年份有关的一类中

  • 平年2月为1-28日

  • 闰年2月为1-29日

  • 所有年份的所有月份都包含1-28日

  • 所有年份除2月外都包含29和30日

  • 所有年份1、3、5、7、8、10、12月都包含31日

  • 闰年2月包含29日

3.1.2  根据包含日期不同可划分为四类

3.1.3  分类方法选择

因为日期分类之后的实现，是要通过(exp1|exp2|exp3)这种分支结构来实现的，而分支结构是从左侧分支依次向右开始尝试匹配，当有一个分支匹配成功时，就不再向右尝试，否则尝试所有分支后并报告失败。

分支的多少，每个分支的复杂程度都会影响匹配效率，考虑到被验证日期概率分布，绝大多数都是落到1-28日内，所以采用第二种分类方法，会有效提高匹配效率。

3.2     正则实现

采用3.1.2节的分类方法，就可以针对每一个规则写出对应的正则，以下暂按MM-dd格式进行实现。

先考虑与年份无关的前三条规则，年份可统一写作

(?!0000)[0-9]{4}

下面仅考虑月和日的正则

包括平年在内的所有年份的月份都包含1-28日

(0[1-9]|1[0-2])-(0[1-9]|1[0-9]|2[0-8])

包括平年在内的所有年份除2月外都包含29和30日

(0[13-9]|1[0-2])-(29|30)

包括平年在内的所有年份1、3、5、7、8、10、12月都包含31日

(0[13578]|1[02])-31)

合起来就是除闰年的2月29日外的其它所有日期

(?!0000)[0-9]{4}-((0[1-9]|1[0-2])-(0[1-9]|1[0-9]|2[0-8])|(0[13-9]|1[0-2])-(29|30)|(0[13578]|1[02])-31)

接下来考虑闰年的实现

闰年2月包含29日

这里的月和日是固定的，就是02-29，只有年是变化的。

可通过以下代码输出所有的闰年年份，考察规则

for (int i = 1; i < 10000; i++){
  if ((i % 4 == 0 && i % 100 != 0) || i % 400 == 0){
   richTextBox2.Text += string.Format("{0:0000}", i) + "\n";
  }
}

根据闰年的规则，很容易整理出规则，四年一闰；

([0-9]{2}(0[48]|[2468][048]|[13579][26])

百年不闰，四百年再闰。

(0[48]|[2468][048]|[13579][26])00

合起来就是所有闰年的2月29日

([0-9]{2}(0[48]|[2468][048]|[13579][26])|(0[48]|[2468][048]|[13579][26])00)-02-29)

四条规则都已实现，且互相间没有影响，合起来就是所有符合DateTime范围的日期的正则

^((?!0000)[0-9]{4}-((0[1-9]|1[0-2])-(0[1-9]|1[0-9]|2[0-8])|(0[13-9]|1[0-2])-(29|30)|(0[13578]|1[02])-31)|([0-9]{2}(0[48]|[2468][048]|[13579][26])|(0[48]|[2468][048]|[13579][26])00)-02-29)$

考虑到这个正则表达式仅仅是用作验证，所以捕获组没有意义，只会占用资源，影响匹配效率，所以可以使用非捕获组来进行优化。

^(?:(?!0000)[0-9]{4}-(?:(?:0[1-9]|1[0-2])-(?:0[1-9]|1[0-9]|2[0-8])|(?:0[13-9]|1[0-2])-(?:29|30)|(?:0[13578]|1[02])-31)|(?:[0-9]{2}(?:0[48]|[2468][048]|[13579][26])|(?:0[48]|[2468][048]|[13579][26])00)-02-29)$

以上正则年份0001-9999，格式yyyy-MM-dd。可以通过以下代码验证正则的有效性和性能

DateTime dt = new DateTime(1, 1, 1);
DateTime endDay = new DateTime(9999, 12, 31);
Stopwatch sw = new Stopwatch();
sw.Start();
 
Regex dateRegex = new Regex(@"^(?:(?!0000)[0-9]{4}-(?:(?:0[1-9]|1[0-2])-(?:0[1-9]|1[0-9]|2[0-8])|(?:0[13-9]|1[0-2])-(?:29|30)|(?:0[13578]|1[02])-31)|(?:[0-9]{2}(?:0[48]|[2468][048]|[13579][26])|(?:0[48]|[2468][048]|[13579][26])00)-02-29)$");
 
//Regex dateRegex = new Regex(@"^((?!0000)[0-9]{4}-((0[1-9]|1[0-2])-(0[1-9]|1[0-9]|2[0-8])|(0[13-9]|1[0-2])-(29|30)|(0[13578]|1[02])-31)|([0-9]{2}(0[48]|[2468][048]|[13579][26])|(0[48]|[2468][048]|[13579][26])00)-02-29)$");
Console.WriteLine("开始日期： " + dt.ToString("yyyy-MM-dd"));
while (dt < endDay){
  if (!dateRegex.IsMatch(dt.ToString("yyyy-MM-dd"))){
   Console.WriteLine(dt.ToString("yyyy-MM-dd") + " false");
  }
  dt = dt.AddDays(1);
}
if (!dateRegex.IsMatch(dt.ToString("yyyy-MM-dd"))){
  Console.WriteLine(dt.ToString("yyyy-MM-dd") + " false");
}
Console.WriteLine("结束日期： " + dt.ToString("yyyy-MM-dd"));
sw.Stop();
Console.WriteLine("测试用时： " + sw.ElapsedMilliseconds + "ms");
Console.WriteLine("测试完成！");
Console.ReadLine();

4 日期正则表达式扩展

4.1 “年月日”形式扩展

　　以上实现的是yyyy-MM-dd格式的日期验证，考虑到连字符的不同，以及月和日可能为M和d，即yyyy-M-d的格式，可以对以上正则进行扩展

^(?:(?!0000)[0-9]{4}([-/.]?)(?:(?:0?[1-9]|1[0-2])([-/.]?)(?:0?[1-9]|1[0-9]|2[0-8])|(?:0?[13-9]|1[0-2])([-/.]?)(?:29|30)|(?:0?[13578]|1[02])([-/.]?)31)|(?:[0-9]{2}(?:0[48]|[2468][048]|[13579][26])|(?:0[48]|[2468][048]|[13579][26])00)([-/.]?)0?2([-/.]?)29)$

　　使用反向引用进行简化，年份0001-9999，格式yyyy-MM-dd或yyyy-M-d，连字符可以没有或是“-”、“/”、“.”之一。

^(?:(?!0000)[0-9]{4}([-/.]?)(?:(?:0?[1-9]|1[0-2])\1(?:0?[1-9]|1[0-9]|2[0-8])|(?:0?[13-9]|1[0-2])\1(?:29|30)|(?:0?[13578]|1[02])\1(?:31))|(?:[0-9]{2}(?:0[48]|[2468][048]|[13579][26])|(?:0[48]|[2468][048]|[13579][26])00)([-/.]?)0?2\2(?:29))$

　　这就是“年月日”这种形式最全的一个正则了，不同含义部分以不同颜色标识，可以根据自己的需要进行栽剪。

4.2 其它形式扩展

　　了解了以上正则各部分代表的含义，互相间的关系后，就很容易扩展成其它格式的日期正则，如dd/MM/yyyy这种“日月年”格式的日期。

^(?:(?:(?:0?[1-9]|1[0-9]|2[0-8])([-/.]?)(?:0?[1-9]|1[0-2])|(?:29|30)([-/.]?)(?:0?[13-9]|1[0-2])|31([-/.]?)(?:0?[13578]|1[02]))([-/.]?)(?!0000)[0-9]{4}|29([-/.]?)0?2([-/.]?)(?:[0-9]{2}(?:0[48]|[2468][048]|[13579][26])|(?:0[48]|[2468][048]|[13579][26])00))$

　　这种格式需要注意的就是不能用反向引用来进行优了。连字符等可根据自己的需求栽剪。

4.3 添加时间的扩展

　　时间的规格很明确，也很简单，基本上就HH:mm:ss和H:m:s两种形式。

([01][0-9]|2[0-3]):[0-5][0-9]:[0-5][0-9]

　　合入到日期的正则中，yyyy-MM-dd HH:mm:ss

^(?:(?!0000)[0-9]{4}-(?:(?:0[1-9]|1[0-2])-(?:0[1-9]|1[0-9]|2[0-8])|(?:0[13-9]|1[0-2])-(?:29|30)|(?:0[13578]|1[02])-31)|(?:[0-9]{2}(?:0[48]|[2468][048]|[13579][26])|(?:0[48]|[2468][048]|[13579][26])00)-02-29)\s+([01][0-9]|2[0-3]):[0-5][0-9]:[0-5][0-9]$

4.4 年份定制

　　以上所有涉及到平年的年份里，使用的是0001-9999。当然，年份也可以根据闰年规则定制。

　　如年份1600-9999，格式yyyy-MM-dd或yyyy-M-d，连字符可以没有或是“-”、“/”、“.”之一。

^(?:(?:1[6-9]|[2-9][0-9])[0-9]{2}([-/.]?)(?:(?:0?[1-9]|1[0-2])\1(?:0?[1-9]|1[0-9]|2[0-8])|(?:0?[13-9]|1[0-2])\1(?:29|30)|(?:0?[13578]|1[02])\1(?:31))|(?:(?:1[6-9]|[2-9][0-9])(?:0[48]|[2468][048]|[13579][26])|(?:16|[2468][048]|[3579][26])00)([-/.]?)0?2\2(?:29))$

5 特别说明

　　以上正则采用的是最基本的正则语法规则，绝大多数采用传统NFA引擎的语言都可以支持，包括JavaScript、Java、.NET等。

　　另外需求说明的是，虽然日期的规则相对明确，可以采用这种方式裁剪来得到符合要求的日期正则，但是并不推荐这样使用正则，正则的强大在于它的灵活性，可以根据需求，量身打造最合适的正则，如果只是用来套用模板，那正则也就不称其为正则了。

　　正则的语法规则并不多，而且很容易入门，掌握语法规则，量体裁衣，才是正则之“道”。

6 应用

一、首先看需求

　　日期的输入：

　　手动输入，可输入两种格式yyyymmdd或yyyy-mm-dd

二、解决思路

用户手动输入日期，需要验证输入的日期格式

用户可能的输入情况可以分为以下几种：

（1）.输入为空或者为空格

（2）.输入非日期格式

　　根据保存到数据库中的日期格式，保存的格式为yyyy-mm-dd，所以用户在输入yyyymmdd后需要进行转换，转换成yyyy-mm-dd。

　　思路：

　　验证日期格式，首现想到的是VS的验证控件，但是因为需要验证的控件有几十个，使用验证控件就需要一个个的拉控件，如果后期需要修改也很麻烦，而通过JS实现控制，再通过正则表达式对日期进行验证。

三、JS实现

//验证日期
function date(id) {
  var idvalue = document.getElementById(id).value;  //通过查找元素
  var tmpStr = "";
  var strReturn = "";
  //调用trim（）去掉空格，因为js不支持trim（）
  var iIdNo = trim(idvalue);
  //正则表达式，判断日期格式，包括日期的界限，日期的格式，平年和闰年
  var v = idvalue.match(/^((((1[6-9]|[2-9]\d)\d{2})-(0?[13578]|1[02])-(0?[1-9]|[12]\d|3[01]))|(((1[6-9]|[2-9]\d)\d{2})-(0?[13456789]|1[012])-(0?[1-9]|[12]\d|30))|(((1[6-9]|[2-9]\d)\d{2})-0?2-(0?[1-9]|1\d|2[0-8]))|(((1[6-9]|[2-9]\d)(0[48]|[2468][048]|[13579][26])|((16|[2468][048]|[3579][26])00))-0?2-29-))$/);
  //输入为空时跳过检测
  if (iIdNo.length == 0) {
    return false;
  }
  //自动更改日期格式为yyyy-mm-dd
  if (iIdNo.length == 8) {
    tmpStr = iIdNo.substring(0, 8);
    tmpStr = tmpStr.substring(0, 4) + "-" + tmpStr.substring(4, 6) + "-" + tmpStr.substring(6, 8)
    document.getElementById(id).value = tmpStr;
    document.getElementById(id).focus();
  }
  //验证，判断日期格式
  if ((iIdNo.length != 8) && !v) {
    strReturn = "日期格式错误，提示：19990101或1999-01-01";
    alert(strReturn);
    document.getElementById(id).select();
    return false;
  }
}
//运用正则表达式去除字符串两端空格（因为js不支持trim（）） 
function trim(str) {
  return str.replace(/(^\s*)|(\s*$)/g, "");
}
//前台调用（获得焦点触发）
<input class="txtenterschooldate" size="14" type="text" id="txtenterschooldate" name="txtenterschooldate" onblur="date(&#39;txtenterschooldate&#39;)"/>

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