反向參照（backreference）

想像一條規則：「一個字詞，稍後再出現完全相同的那個字詞」。純粹的正規表示式說不出這件事，因為它對先前某部分實際匹配到什麼毫無記憶，只記得樣式的形狀。反向參照是程式 regex 引擎為突破這個限制而加上的功能：它讓一個樣式回頭參照先前某個群組所捕捉到的字面文字。

在多數引擎中，你用括號捕捉一段文字，稍後再用一個帶編號的參照來引用它。例如樣式 (.+)\1 意指「一些非空文字，緊接著再出現那同一段文字」，所以它匹配 abab 與 hellohello，卻不匹配 abcd。那個 \1 並不是重新匹配樣式 (.+)；它要求的是第一個群組這一次實際捕捉到的相同字元。那是根本不同的能力：引擎必須記住並比較具體的子字串，而不只是追蹤自己處於哪個狀態。

這正是工程 regex 把數學理論拋在身後的確切之處。像「ww，對某個字串 w」（一個字詞重複）這樣的語言被證明不是正規的，甚至不是上下文無關的，然而單一個反向參照就能表達它。所以一個使用反向參照的樣式不再描述正規語言，Kleene 定理與那些自動機構造也不再適用於它。反向參照很有用（匹配重複的字詞、同類型的成對引號），但它也是最該為 regex 匹配變慢、或在最壞情況下變成 NP 困難負責的功能。