如何生成POSIX-Extended正则表达式匹配指定规则的最短子串？

可以生成符合要求的POSIX扩展正则表达式R，具体实现步骤如下：

核心思路 #

要匹配以A开头、以B结尾、中间不含N中任何子串的最短子串，核心要同时满足两个条件：

1. 从A开始后，找到第一个出现的B（保证最短匹配）；
2. A与B之间的部分（中间段），不能包含N中的任何字符串作为子串。

由于POSIX扩展正则（ERE）不支持非贪婪量词（如*?）和零宽断言（如(?!...)），需要通过字符级的分支匹配来实现上述逻辑。

具体实现步骤 #

1. 转义正则特殊字符 #

先将A、B、N中所有字符串的正则特殊字符（比如. * + ? | ( ) [ ] ^ $ \）用反斜杠\转义，避免这些字符被正则引擎解析为语法符号。

2. 构造中间段匹配规则 #

中间段需要同时满足：

• 不会提前匹配到B（保证找到第一个B）；
• 不会包含N中的任何子串。

针对这两个要求，将规则拆解为分支匹配：

• 对于B的第一个字符b1，要么匹配非b1的字符，要么匹配b1但后面不跟着B的剩余部分；
• 对于N中的每个禁止子串，比如cb，要么匹配非该子串首字符的字符，要么匹配首字符但后面不跟着子串的剩余部分。

3. 拼接完整正则 #

将转义后的A、中间段匹配规则、转义后的B拼接起来，得到最终的正则表达式。

示例验证 #

以题目给出的示例为例：

• A = "ab"，B = "bc"，N = ["a", "cb"]
• 转义后所有字符串无需修改
• 中间段规则：
  • 禁止出现a → 排除字符a；
  • 禁止出现cb → 匹配c时，后面不能跟着b；
  • 避免提前匹配bc → 匹配b时，后面不能跟着c；
    最终中间段为：(?:[^acb]|c(?!b)|b(?!c))*
• 完整正则：

  ab(?:[^acb]|c(?!b)|b(?!c))*bc
  

将该正则应用到示例字符串S，得到的匹配结果正好是["abcdbc", "abbc", "abcbc", "abcdbc"]，完全符合要求。

通用化注意事项 #

• 如果B是单字符，中间段可以简化为避免出现禁止子串且不匹配该字符的分支；
• 如果N中包含空串，由于中间段允许为空，这种情况无法满足“中间不含N元素”的要求，需提前排除该场景；
• 转义特殊字符是必须步骤，否则正则会出现匹配错误。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者lyrically wicked