8.1 有窮自動機
正則表達式能迅速進行復雜處理的祕密就在於，它採用了一種特殊的理論模型：有窮自動機（finite automata）,也叫做有窮狀態自動機（finite-state machine）。這種機器具備有限個狀態，可以根據不同條件在狀態之間轉移。
嚴格的說起來，有窮自動機必須滿足4個條件：
- 具有有限多個狀態
- 有一套狀態轉移函數（規則）
- 有一個開始狀態
- 有一個或多個最終狀態
8.2 正則表達式的匹配過程
正則表達式所使用的理論模型就是有窮自動機，其具體實現稱爲正則引擎（regex engine）。用正則表達式處理字符串，首先需要生成自動機（“編譯”正則對象）；之後無論輸入什麼字符串，正則引擎都只需要老老實實地在狀態之間遊走。
8.3 回溯
比起DFA，NFA看起來足夠“麻煩”：它的狀態是不確定的，這有點像走迷宮，越走岔路口越多，最後不會迷路嗎？
不過，NFA的正則引擎自有辦法：如果有多個可能的狀態，它們會在選擇時記錄下這些狀態備用，然後才選擇其中某個狀態嘗試；如果之後遇到死路，則退回去，選擇最近一次記錄的且未嘗試過的狀態；如果又遇到死路，再選擇最近一次記錄的且未嘗試過的狀態...
這有點像在分岔路口留下標記——如果我們在遇到的每個分岔路口都留下標記，即使前頭是死路，也可以根據標記返回，而不會迷路。
8.4 NFA和DFA
根據狀態的確定與否，一般我們會把有窮自動機（正則引擎）分爲兩類：一類是確定型有窮自動機（definite finite automata，簡稱DFA），在任何時刻，它所處的狀態是確定無疑的；另一臺是非確定型有窮自動機（non-definite finite automata，簡稱NFA），在某個時刻，它所處的狀態可能是不確定的。