Как новичку разобраться в регулярных выражениях. Памятка по регулярным выражениям

Если вам когда-нибудь приходилось работать с командной строкой, вы, вероятно, использовали маски имён файлов. Например, чтобы удалить все файлы в текущей директории, которые начинаются с буквы «d», можно написать rm d* .

Регулярные выражения представляют собой похожий, но гораздо более сильный инструмент для поиска строк, проверки их на соответствие какому-либо шаблону и другой подобной работы. Англоязычное название этого инструмента - Regular Expressions или просто RegExp . Строго говоря, регулярные выражения - специальный язык для описания шаблонов строк.

Реализация этого инструмента различается в разных языках программирования, хоть и не сильно. В данной статье мы будем ориентироваться в первую очередь на реализацию Perl Compatible Regular Expressions.

Основы синтаксиса

В первую очередь стоит заметить, что любая строка сама по себе является регулярным выражением. Так, выражению Хаха, очевидно, будет соответствовать строка «Хаха» и только она. Регулярные выражения являются регистрозависимыми, поэтому строка «хаха» (с маленькой буквы) уже не будет соответствовать выражению выше.

Однако уже здесь следует быть аккуратным - как и любой язык, регулярные выражения имеют спецсимволы, которые нужно экранировать. Вот их список: . ^ $ * + ? { } \ | () . Экранирование осуществляется обычным способом - добавлением \ перед спецсимволом.

Набор символов

Предположим, мы хотим найти в тексте все междометия, обозначающие смех. Просто Хаха нам не подойдёт - ведь под него не попадут «Хехе», «Хохо» и «Хихи». Да и проблему с регистром первой буквы нужно как-то решить.

Здесь нам на помощь придут наборы - вместо указания конкретного символа, мы можем записать целый список, и если в исследуемой строке на указанном месте будет стоять любой из перечисленных символов, строка будет считаться подходящей. Наборы записываются в квадратных скобках - паттерну будет соответствовать любой из символов «a», «b», «c» или «d».

Внутри набора бо льшая часть спецсимволов не нуждается в экранировании, однако использование \ перед ними не будет считаться ошибкой. По прежнему необходимо экранировать символы «\» и «^», и, желательно, «]» (так, обозначает любой из символов «]» или «[», тогда как [х] – исключительно последовательность «[х]»). Необычное на первый взгляд поведение регулярок с символом «]» на самом деле определяется известными правилами, но гораздо легче просто экранировать этот символ, чем их запоминать. Кроме этого, экранировать нужно символ «-», он используется для задания диапазонов (см. ниже).

Если сразу после [ записать символ ^ , то набор приобретёт обратный смысл - подходящим будет считаться любой символ кроме указанных. Так, паттерну [^xyz] соответствует любой символ, кроме, собственно, «x», «y» или «z».

Итак, применяя данный инструмент к нашему случаю, если мы напишем [Хх][аоие]х[аоие] , то каждая из строк «Хаха», «хехе», «хихи» и даже «Хохо» будут соответствовать шаблону.

Предопределённые классы символов

Для некоторых наборов, которые используются достаточно часто, существуют специальные шаблоны. Так, для описания любого пробельного символа (пробел, табуляция, перенос строки) используется \s , для цифр - \d , для символов латиницы, цифр и подчёркивания «_» - \w .

Если необходимо описать вообще любой символ, для этого используется точка - . . Если указанные классы написать с заглавной буквы (\S , \D , \W) то они поменяют свой смысл на противоположный - любой непробельный символ, любой символ, который не является цифрой, и любой символ кроме латиницы, цифр или подчёркивания соответственно.

Также с помощью регулярных выражений есть возможность проверить положение строки относительно остального текста. Выражение \b обозначает границу слова, \B - не границу слова, ^ - начало текста, а $ - конец. Так, по паттерну \bJava\b в строке «Java and JavaScript» найдутся первые 4 символа, а по паттерну \bJava\B - символы c 10-го по 13-й (в составе слова «JavaScript»).

Диапазоны

У вас может возникнуть необходимость обозначить набор, в который входят буквы, например, от «б» до «ф». Вместо того, чтобы писать [бвгдежзиклмнопрстуф] можно воспользоваться механизмом диапазонов и написать [б-ф] . Так, паттерну x соответствует строка «xA6», но не соответствует «xb9» (во-первых, из-за того, что в диапазоне указаны только заглавные буквы, во-вторых, из-за того, что 9 не входит в промежуток 0-8).

Механизм диапазонов особенно актуален для русского языка, ведь для него нет конструкции, аналогичной \w . Чтобы обозначить все буквы русского алфавита, можно использовать паттерн [а-яА-ЯёЁ] . Обратите внимание, что буква «ё» не включается в общий диапазон букв, и её нужно указывать отдельно.

Квантификаторы (указание количества повторений)

Вернёмся к нашему примеру. Что, если в «смеющемся» междометии будет больше одной гласной между буквами «х», например «Хаахаааа»? Наша старая регулярка уже не сможет нам помочь. Здесь нам придётся воспользоваться квантификаторами.

Обратите внимание, что квантификатор применяется только к символу, который стоит перед ним.

Некоторые часто используемые конструкции получили в языке регулярных выражений специальные обозначения:

Таким образом, с помощью квантификаторов мы можем улучшить наш шаблон для междометий до [Хх][аоеи]+х[аоеи]* , и он сможет распознавать строки «Хааха», «хееееех» и «Хихии».

Ленивая квантификация

Предположим, перед нами стоит задача - найти все HTML-теги в строке

Tproger - мой любимый сайт о программировании!

Очевидное решение <.*> здесь не сработает - оно найдёт всю строку целиком, т.к. она начинается с тега абзаца и им же заканчивается. То есть содержимым тега будет считаться строка

P>Tproger - мой любимый сайт о программировании!

Это происходит из-за того, что по умолчанию квантификатор работают по т.н. жадному алгоритму - старается вернуть как можно более длинную строку, соответствующую условию. Решить проблему можно двумя способами. Первый - использовать выражение <[^>]*> , которое запретит считать содержимым тега правую угловую скобку. Второй - объявить квантификатор не жадным, а ленивым . Делается это с помощью добавления справа к квантификатору символа? . Т.е. для поиска всех тегов выражение обратится в <.*?> .

Ревнивая квантификация

Иногда для увеличения скорости поиска (особенно в тех случаях, когда строка не соответствует регулярному выражению) можно использовать запрет алгоритму возвращаться к предыдущим шагам поиска для того, чтобы найти возможные соответствия для оставшейся части регулярного выражения. Это называется ревнивой квантификацией. Квантификатор делается ревнивым с помощью добавления к нему справа символа + . Ещё одно применение ревнивой квантификации - исключение нежелательных совпадений. Так, паттерну ab*+a в строке «ababa» будут соответствовать только первые три символа, но не символы с третьего по пятый, т.к. символ «a», который стоит на третьей позиции, уже был использован для первого результата.

Скобочные группы

Для нашего шаблона «смеющегося» междометия осталась самая малость - учесть, что буква «х» может встречаться более одного раза, например, «Хахахахааахахооо», а может и вовсе заканчиваться на букве «х». Вероятно, здесь нужно применить квантификатор для группы [аиое]+х, но если мы просто напишем [аиое]х+ , то квантификатор + будет относиться только к символу «х», а не ко всему выражению. Чтобы это исправить, выражение нужно взять в круглые скобки: ([аиое]х)+ .

Таким образом, наше выражение превращается в [Хх]([аиое]х?)+ - сначала идёт заглавная или строчная «х», а потом произвольное ненулевое количество гласных, которые (возможно, но не обязательно) перемежаются одиночными строчными «х». Однако это выражение решает проблему лишь частично - под это выражение попадут и такие строки, как, например, «хихахех» - кто-то может быть так и смеётся, но допущение весьма сомнительное. Очевидно, мы можем использовать набор из всех гласных лишь единожды, а потом должны как-то опираться на результат первого поиска. Но как?…

Запоминание результата поиска по группе (обратная связь)

Оказывается, результат поиска по скобочной группе записывается в отдельную ячейку памяти, доступ к которой доступен для использования в последующих частях регулярного выражения. Возвращаясь к задаче с поиском HTML-тегов на странице, нам может понадобиться не только найти теги, но и узнать их название. В этом нам может помочь регулярное выражение <(.*?)> .

Tproger - мой любимый сайт о программировании!

Результат поиска по всем регулярному выражению: «

», «», «», «», «», «

».
Результат поиска по первой группе: «p», «b», «/b», «i», «/i», «/i», «/p».

На результат поиска по группе можно ссылаться с помощью выражения \n , где n - цифра от 1 до 9. Например выражению (\w)(\w)\1\2 соответствуют строки «aaaa», «abab», но не соответствует «aabb».

Если выражение берётся в скобки только для применения к ней квантификатора (не планируется запоминать результат поиска по этой группе), то сразу первой скобки стоит добавить?: , например (?:+\w) .

С использованием этого механизма мы можем переписать наше выражение к виду [Хх]([аоие])х?(?:\1х?)* .

Перечисление

Чтобы проверить, удовлетворяет ли строка хотя бы одному из шаблонов, можно воспользоваться аналогом булевого оператора OR, который записывается с помощью символа | . Так, под шаблон Анна|Одиночество попадают строки «Анна» и «Одиночество» соответственно. Особенно удобно использовать перечисления внутри скобочных групп. Так, например (?:a|b|c|d) полностью эквивалентно (в данном случае второй вариант предпочтительнее в силу производительности и читаемости).

С помощью этого оператора мы сможем добавить к нашему регулярному выражению для поиска междометий возможность распознавать смех вида «Ахахаах» - единственной усмешке, которая начинается с гласной: [Хх]([аоие])х?(?:\1х?)*|[Аа]х?(?:ах?)+

Полезные сервисы

Потренироваться и / или проверить своё регулярное выражение на каком-либо тексте без написания кода можно с помощью таких сервисов, как RegExr , Regexpal или Regex101 . Последний, вдобавок, приводит краткие пояснения к тому, как регулярка работает.

Разобраться, как работает регулярное выражение, которое попало к вам в руки, можно с помощью сервиса

Решил написать шпаргалку по регулярным выражениям. Вдруг я когда-нибудь их подзабуду. Кроме того, этот пост можно считать продолжением к моей серии уроков по Perl .

1. Введение

Пара слов для тех, кто не совсем в курсе, о чем идет речь. Вы видели когда-нибудь маски имен файлов — всякие там *.html, filename.{txt|csv} и тд? Так вот, регулярные выражения — это те же «маски», только более сложные. В умелых руках регулярные выражения могут быть невероятно мощным инструментом . Так или иначе они используются в 95% моих скриптов.

Многие небезосновательно считают, что регулярные выражения — это скорее самостоятельный язык программирования, чем часть какого-либо языка. Регулярные выражения есть в Perl, PHP, Python , JavaScript, конфигурационных файлах Apache… В зависимости от языка, могут иметь место небольшие различия в синтаксисе регулярных выражений, но основные идеи везде одни и те же.

Поэтому, несмотря на то, что все примеры в заметке написаны на Perl, приведенная информация также пригодится программистам, использующим в своей работе любой другой язык. Например, такой код на PHP:

if (preg_match ("//" , $text ) ) {
// в тексте есть цифры
} else {
// в тексте нет ни одной цифры
}

и такой — на Perl:

if ($text =~ // ) {
# в тексте есть цифры
} else {

}

делают одно и то же. Как не сложно догадаться по комментариям в коде, здесь идет проверка, содержит ли строка $text хотя бы одну цифру.

2. Простые примеры

Как всегда, учиться будем на примерах. Квадратные скобки в регулярных выражениях означают «здесь должен быть один из перечисленных символов». Например, приведенному выше выражению соответствует любая строка, содержащая хотя бы одну цифру. Аналогично, выражению соответствует любая строка, содержащая хотя бы одну из первых трех букв латинского алфавита. Чтобы обозначить любой символ, кроме заданных, используется запись [^abcdef] , то есть с символом крышки сразу за открывающейся квадратной скобкой.

Пусть нам нужно проверить, содержит ли строка любой символ латинского алфавита. Перечислять все 26 букв не совсем удобно, правда? Специально для таких случаев в регулярных выражениях можно использовать тире в квадратных скобках для обозначения упорядоченного множества символов. Выражению будет соответствовать любая строка, содержащая хотя бы одну строчную букву латинского алфавита. По аналогии, приведенный ранее пример с цифрами можно записать более коротко:

if ($text =~ // ) {
# в тексте есть цифры
} else {
# в тексте нет ни одной цифры
}

И еще пара примеров:

if ($text =~ // ) {
# в тексте есть цифры и/или строчные буквы
# подходит: abc, ZZaZZ, ===17
# не подходит: EPIC FAIL, @^*!@#
}

if ($text =~ /[^0-9]/ ) {
# в тексте есть символы, отличные от цифр
# подходит: abc, 123abc456, 0x1111111111
# не подходит: 123, 123456, 9999999999
}

if ($text =~ // ) {
# в тексте есть буквы латинского алфавита
# подходит: ___Abba___, zyx
# не подходит: 0123, ^_^
}

if ($text =~ // ) {
# текст содержит цифры и буквы от A до F
# подходит: ***777***, DeadC0de, intel, 0_o
# не подходит: Xor, wiki
}

Усложним задачу. Теперь нам нужно проверить не просто наличие или отсутствие определенных символов, а соответствие строки определенному формату. Вот несколько простых примеров:

if ($text =~ /num=/ ) {
# подходит: num=1, some_num=000, bebenum=2(&^*
# не подходит: NUM=1, my_num=-1, num=abc
}

if ($text =~ // ) {
# подходит:
# zzzzzz
#
# не подходит:
#
#
}

Внимательный читатель поинтересуется, что это за знак плюса стоит в последнем регулярном выражении? Этот символ означает «один или более символов, указанных перед этим плюсом». Почти то же самое обозначает символ звездочка — «от нуля до сколько угодно символов, указанных перед звездочкой». Например, выражению A+ будет соответствовать последовательность из одного и более символов A, а выражению * — любое количество цифр, в том числе и ни одной.

Иногда количество символов нужно задать точнее. Это можно сделать с помощью фигурных скобок . Например, выражению {8} соответствует любая последовательность из ровно восьми цифр, а выражению {3,8} — последовательность, содержащая от 3-х до 8-и символов латинского алфавита.

Число на второй позиции можно не указывать. То есть выражение {3,} также может иметь место. Оно означает «не менее трех строчных букв латинского алфавита». Выражение {0,} полностью аналогично звездочке, а {1,} — плюсу. Выражение {0,1} можно записать более коротко, используя знак вопроса .

Пример (не самый простой, зато интересный):

if ($text =~ // ) {
# подходит:
# dfgddfgdfg
#
# не подходит:
#
#
}

Если от этого примера у вас закипают мозги, самое время немного попрактиковаться в регулярных выражениях путем написания тестовых программок. Иначе от дальнейшего прочтения у вас будет каша в голове. Если пока что все понятно, идем дальше.

3. Как выдрать кусок строки?

Символ вертикальной черты (он же «пайп» или просто «палка») в регулярных выражениях означает «или». Например, выражению {20}|{25} соответствуют все строки, содержащие 20 символов латинского алфавита или 25 цифр подряд. Обычно этот символ используется совместно с круглыми скобками , предназначенных для группировки частей регулярного выражения. Пример:

if ($filename =~ /backup(19|20){2}-{2}-{2}/ ) {
# подходит: backup2011-04-01, backup1999-01-13
# не подходит: backup1873-12-12, backup2101-07-07
}

У круглых скобок есть еще одна функция. С их помощью можно выдирать куски соответствующих строк. В PHP результат сохраняется в переменную, указанную третьим аргументом функции preg_match . В Perl совпадения для 1-ой, 2-ой … 9-ой пары скобок сохраняются в переменные $1, $2, …, $9 . Но удобнее использовать такую конструкцию:

if (my ($y , $m , $d ) =
$filename =~ /backup({4})-({2})-({2})/ ) {
print ;
}

Спрашивается, под каким номером искать совпадение в возвращаемом массиве, если регулярное выражение содержит вложенные скобки? Все просто — совпадения возвращаются в том же порядке, в котором идут открывающиеся скобки. Пример:

my $filename = "./dumps/backup2011-04-01.tgz" ;
$filename =~ /backup((20|19){2})-({2})-({2})/ ;
print "$1, $2, $3, $4\n " ;
# выведет: 2011, 20, 04, 01

Иногда нам хотелось бы сгруппировать какую-то часть выражения, но не возвращать ее. Для этого сразу за открывающейся скобкой нужно написать последовательность из знака вопроса и двоеточия . Пример:

if (my ($y , $m , $d ) =
$filename =~ /backup((?:20|19){2})-({2})-({2})/ ) {
print "year = $y, month = $m, day = $d\n " ;
}

Также за круглыми скобками может следовать вопросительный знак, плюс или звездочка, означающие, что конструкция, указанная в скобках, необязательна, должна повторяться 1+ раз или должна повторяться 0+ раз соответственно. Использование фигурных скобок вслед за круглыми также допустимо.

4. Начало и конец строки

Часто бывает полезным обозначить в регулярном выражение место, где должна начинаться и/или заканчиваться строка. Первое делается с помощью символа крышки в начале выражения, второе — с помощью знака доллара в конце. Примеры:

if ($text =~ /^*/ ) {
# текст, начинающийся с десятичной цифры
# подходит: 3, 801403, 6543bebebe
# не подходит: 0275, -123, abc11111
}

if ($text =~ /^0x{1,8}$/ ) {
# шестнадцатеричное число в C-нотации
# подходит: 0x5f3759df, 0xDEADBEEF
# не подходит: 0x1234xxx, xxx0x5678, xxx0x9ABCxxx
}

Не сложно, правда? Обратите внимание, что при проверке полей веб-форм, аргументов функции перед подстановкой их в SQL-запрос и так далее, обязательно следует проверять всю строку, как это сделано в последнем регулярном выражении.

Примечание: Если кого-нибудь интересует, что это за «магические числа» 0x5f3759df и 0xDEADBEEF , обращайтесь к Википедии.

5. Специальные символы

Помимо названных специальных символов следует также особо отметить точку . Она означает любой символ, кроме символа новой строки. Пример использования:

if (my ($name ) = $arg =~ /^--name=(.+)$/ ) {
print "Hello, $name!\n " ;
}

По умолчанию регулярные выражения производят так называемый жадный разбор . Другими словами, ищутся совпадения максимальной длины. Когда мы используем точку, с этим могут возникнуть проблемы. Например, нам нужно выдрать некоторый текст из сотни HTML-страниц примерно такого содержания:

<span > Text <em > text</ em > text</ span > Source: http://сайт/</ span >

Следующий код вернет нам не то, что хотелось бы:

# в регулярном выражении содержится слэш, поэтому
# приходится использовать вместо него другой ограничитель
(.*)#;
print $text ;
# выведет наиболее длинное совпадение:
# Text text textSource: http://сайт/

А вот что произойдет, если отключить жадный разбор (внимание на знак вопроса):

my ($text ) = $data =~ m #(.*?)#;
print $text ;
# выведет первое совпадение:
# Text text text

Да, следующие строки делают одно и то же:

# обычная запись...
$text =~ /({4})-({2})-({2})/ ;
# на самом деле - лишь сокращение оператора m//
$text =~ m/({4})-({2})-({2})/ ;
# вместо слэша можно использовать разные скобочки:
$text =~ m { ([ 0 - 9 ] { 4 } ) - ([ 0 - 9 ] { 2 } ) - ([ 0 - 9 ] { 2 } ) } ;
$text =~ m< ([ 0 - 9 ] { 4 } ) - ([ 0 - 9 ] { 2 } ) - ([ 0 - 9 ] { 2 } ) >;
$text =~ m [ ([ 0 - 9 ] { 4 } ) - ([ 0 - 9 ] { 2 } ) - ([ 0 - 9 ] { 2 } ) ] ;
$text =~ m (([ 0 - 9 ] { 4 } ) - ([ 0 - 9 ] { 2 } ) - ([ 0 - 9 ] { 2 } ) ) ;
# или даже такие символы:
$text =~ m ! ([ 0 - 9 ] { 4 } ) - ([ 0 - 9 ] { 2 } ) - ([ 0 - 9 ] { 2 } ) !;
$text =~ m | ([ 0 - 9 ] { 4 } ) - ([ 0 - 9 ] { 2 } ) - ([ 0 - 9 ] { 2 } ) |;
$text =~ m #({4})-({2})-({2})#;
# а также крышку, кавычки, двоеточие, запятую, точку, ...

Зачем понадобилось столько способов записи регулярных выражений? Представьте, что выражение содержит слэши, точки, запятые и прочие символы, но не содержит восклицательного знака. Тогда, очевидно, мы не можем использовать для обозначения начала и конца регулярного выражения слэши, точки и так далее, зато восклицательный знак — можем.

Часто в регулярных выражениях приходится использовать обратный слэш . Поставленный перед точкой, скобкой, плюсом, крышкой и другими символами, он означает «следующий символ означает именно символ , а не что-то другое». Например, вот как можно определить расширение файла по его имени:

# экранированная обратным слэшем точка
# означает именно точку, а не "любой символ"
my ($ext ) = $fname =~ /\.(+)$/ ;
print "file name: $fname, extension: $ext\n " ;

Кроме того, обратный слэш используется в следующих обозначениях:

• \t — обозначает символ табуляции (t ab)
• \r и \n — символы возврата каретки (r eturn) и новой строки (n ew line)
• \xNN — соответствует символу с ASCII кодом NN, например \x41 соответствует заглавной букве A латинского алфавита
• \s — соответствует пробелу (s pace), табуляции, символу новой строки или символу возврата каретки
• \d — означает любую цифру (d igit), а точнее — то, что считается цифрой в Юникоде (см слайд номер 102 в этой презентации)
• \w — означает так называемое «слово» (w ord), аналог

В последних трех выражениях запись буквы в верхнем регистре означает отрицание. Например, \D соответствует выражению [^0-9] , \W — выражению [^0-9a-zA-Z_] , а \S — любому «не пробельному» символу.

Все эти «буквенные» выражения можно использовать внутри квадратных скобок. Например, выражение полностью эквивалентно .

Особого внимания заслуживают выражения \b и \B , означающие границу слова (в том же понимании «слова», как и в случае с \w ) и отсутствие границы слова соответственно. Например, выражению perl\b соответствует строка «perl rulez!», но не соответствует «perlmonk». С выражением perl\B все с точностью наоборот. Надеюсь, идея ясна.

И еще один пример:

# разбиваем полное имя файла на путь и имя
my ($path , $fname ) = $full_name =~ /^(.*)\/([^\/]+)$/ ;

Он иллюстрирует использование обратного слэша для экранирования символа, который используется для обозначения границ регулярного выражения. В данном примере это — прямой слэш.

6. Модификаторы

Поведение регулярных выражений можно менять с помощью модификаторов. Например, как вы уже могли заметить, соответствие строки регулярному выражению проверяется с учетом регистра символов. Изменить это поведение можно с помощью модификатора #(.*?)#g;
# будьте осторожны при использовании /g в скалярном контексте
# подробности здесь: http://koorchik.blogspot.com/2011/07/perl-5.html
print "$_\n " for (@words ) ;

Как было сказано выше, точка обозначает любой символ, кроме символа новой строки . Изменить такое поведение можно с помощью модификатора /s :

# выдираем из HTML-файла содержимое статьи,
# которое может содержать далеко не одну и не две строчки
my ($article ) = $html =~ m #

#s;

Кстати, если в регулярном выражении нужно обозначить «любой символ» без использования модификатора /s , используйте выражение [\d\D] . Оно означает «любой символ, являющийся цифрой, или не являющийся цифрой», то есть вообще любой символ.

Наконец, ничто не мешает использовать несколько модификаторов одновременно:

# выдираем из HTML-файла все, что выделено жирным
my @words = $html =~ m #(.*?)#gi;
# сработает для , или даже

Дополнение: Еще один полезный модификатор — /o . Он означает «компилировать регулярное выражение только один раз». В некоторых случаях этот модификатор может существенно ускорить скрипт. Правда, я не уверен, что он поддерживается где-то, кроме как в Perl. За наводку спасибо товарищу

Регулярные выражения - это широкоиспользуемый способ описания шаблонов для поиска текста и проверки соответствия текста шаблону. Специальные метасимволы позволяют определять, например, что Вы ищете подстроку в начале входной строки или определенное число повторений подстроки.

На первый взгляд регулярные выражения выглядят страшновато (ну хорошо, на второй - еще страшнее;)).

Я настоятельно рекомендую Вам “поиграть” с поставляемой в дистрибутиве демо-программой для Windows REStudio - это позволит Вам лучше понять принцип работы регулярных выражений и отладить Ваши собственные выражения. Кроме того, в TestRExp входит множество примеров выражений.

Ниже дается описание подмножества синтаксиса регулярных выражений, которое работает практически во всех реализациях, и поддерживается моей Delphi-библиотекой вошедшей как стандарт в Lazarus (Free Pascal) .

Давайте начнем наше знакомство с регулярными выражениями!

Простое сравнение

Любой символ совпадает с самим собой, если он не относится к специальным метасимволам описанным чуть ниже.

Последовательность символов совпадает с такой же последовательностью во входной строке, так что шаблон bluh совпадет с подстрокой bluh во входной строке. Пока все просто, не так ли?

Если необходимо, чтобы метасимволы или escape-последовательности воспринимались как обычные символы, их нужно предварять символом \ , например, метасимвол ^ обычно совпадает с началом строк, однако, если записать его как \^ , то он будет совпадать с символом ^ , \\ совпадает с \ и т.д.

Примеры:

foobar находит ‘foobar’ \^FooBarPtr находит ‘^FooBarPtr’

Escape-последовательности

Любой символ может быть определен с помощью escape последовательности, так же как это делается в языках C или Perl: \n означает начало строки, \t - табуляцию и т.д.. Вообще, \xnn , где nn это последовательность шестнадцатеричных цифр, означает символ с ASCII-кодом nn. Если необходимо определить двухбайтный (Unicode) символ, используйте формат \x{nnnn} , где nnnn - одна или более шестнадцатеричных цифр.

\xnn символ с шестнадцатеричным кодом nn \x{nnnn} символ с шестнадцатеричным кодом nnnn (более одного байта можно задавать только в режиме (tregexpr_interface.html#unicode))| \t табуляция (HT/TAB), можно также \x09 \n новая строка (NL), можно также \x0a \r возврат каретки (CR), можно также \x0d| \f перевод формата (FF), можно также \x0c| \a звонок (BEL), можно также \x07| \e escape (ESC), можно также \x1b|

Примеры:

foo\x20bar находит ‘foo bar’ (обратите внимание на пробел посередине) \tfoobar находит ‘foobar’ предшествуемый табуляцией

Перечни символов

Вы можете определить перечень, заключив символы в . Перечень будет совпадать с любым одним символом перечисленным в нем.

Если первый символ перечня (сразу после [) - ^ , то такой перечень совпадает с любым символом не перечисленным в перечне.

Примеры:

foobr находит ‘foobar’, ‘foober’ и т.д. но не ‘foobbr’, ‘foobcr’ и т.д. foob[^aeiou]r находит ‘foobbr’, ‘foobcr’ и т.д.. но не ‘foobar’,’foober’ и т.д.

Внутри перечня символ - может быть использован для определения диапазонов символов, например a-z представляет все символы между a и z , включительно.

Если Вам необходимо включить в перечень сам символ - , поместите его в начало или конец перечня или предварите \ . Если Вам необходимо поместить в перечень сам символ ] , поместите его в самое начало или предварите \ .

Примеры:

[-az] "a", "z" и "-" "a", "z" и "-" "a", "z" и "-" все 26 малых латинских букв от "a" до "z" [\n-\x0D] #10, #11, #12, #13. [\d-t] цифра, "-" или "t". -a] символ из диапазона "]".."a".

Метасимволы

Метасимволы - это специальные символы, являющиеся важнейшим понятием в регулярных выражениях. Существует несколько групп метасимволов.

Метасимволы - разделители строк

^ начало строки $ конец строки \A начало текста \Z конец текста. любой символ в строке

Примеры:

^foobar находит "foobar" только если он в начале строки foobar$ находит "foobar" только если он в конце строки ^foobar$ находит "foobar" только если это единственное слово в строке foob.r находит "foobar", "foobbr", "foob1r" и т.д.

Метасимвол ^ по умолчанию совпадает только в начале входного текста, а метасимвол $ - только в конце текста. Внутренние разделители строк, имеющиеся в тексте, не будут совпадать с ^ и $ .

Однако, если Вам необходимо работать с текстом как с многострочным, чтобы ^ совпадал после каждого разделителя строки внутри текста, а $ - перед каждым разделителем, то Вы можете включить модификатор /m .

Метасимволы \A и \Z аналогичны ^ и $ , но на них не действует модификатор /m , т.е. они всегда совпадают только с началом и концом всего входного текста.

Метасимвол. по умолчанию совпадает с любым символом, однако, если Вы выключите модификатор /s , то. не будет совпадать с разделителями строк.

TRegExpr интерпретирует разделители строк так, как это рекомендовано на www.unicode.org :

^ совпадает с началом входного текста, а также, если включен модификатор /m , с точкой непосредственно следующей после \x0D\x0A , \x0A или \x0D (если Вы используете Unicode-версию

$ совпадает с концом входного текста, а также, если включен модификатор /m , с точкой непосредственно предшествующей \x0D\x0A , \x0A или \x0D (если Вы используете Unicode-версию TRegExpr, то также \x2028 или \x2029 или \x0B или \x0C или \x85). Обратите внимание, что он не совпадает в промежутке внутри последовательности \x0D\x0A .

Совпадает с любым символом, но если выключен модификаторr /s , то. не совпадает с \x0D\x0A и \x0A и \x0D (если Вы используете Unicode-версию TRegExpr, то не совпадает также с \x2028 и \x2029 и \x0B и \x0C и \x85).

Обратите внимание, что ^.*$ (шаблон для пустой строки) не совпадает с пустой строкой вида \x0D\x0A , но совпадает с \x0A\x0D .

Вы можете перенастроить вышеописанное поведение при обработке многострочных текстов - см. описания свойств LineSeparators и LinePairedSeparator , скажем, Вы можете перенастроиться на использование только Unix-разделителей строк \n или только DOS/Windows-разделителей \r\n или же смешанных разделителей (так и настроено по умолчанию) или вообще определить свои собственные разделители строк!

Метасимволы - стандартные перечни символов

\w буквенно-цифровой символ или "_" \W не \w \d цифровой символ \D не \d \s любой "пробельный" символ (по умолчанию - [ \t\n\r\f]) \S не \s

Стандартные перечни \w , \d и \s можно использовать и внутри перечней символов.

Примеры:

foob\dr находит "foob1r", ""foob6r" и т.д. но не "foobar", "foobbr" и т.д. foob[\w\s]r находит "foobar", "foob r", "foobbr" и т.д. но не "foob1r", "foob=r" и т.д.

Метасимволы - варианты

Вы можете определить перечень вариантов, используя метасимвол | для их разделения, например fee|fie|foe найдет fee или fie или foe , (так же как f(e|i|o)e). В качестве первого варианта воспринимается все от предыдущего метасимвола (или [ или от начала выражения до первого метасимвола | , в качестве последнего - все от последнего | до конца выражения или до ближайшего метасимвола) . Обычно, чтобы не запутаться, набор вариантов всегда заключают в скобки, даже если без этого можно было бы обойтись.

Варианты пробуются начиная с первого и попытки завершаются сразу же как удастся подобрать такой при котором совпадет вся последующая часть выражения (подробнее см.Механизм работы). Это означает, что варианты не обязательно обеспечат “жадное” поведение. Например, если применить выражение foo|foot ко входной строке barefoot , то будет найдено foo так это первый вариант который позволил совпасть всему выражению.

Обратите внимание, что метасимвол | воспринимается как обычный символ внутри перечней символов, например, означает ровно то же самое что и .

Примеры:

foo(bar|foo) находит "foobar" или "foofoo".

Метасимволы - подвыражения

Метасимволы (...) могут также использоваться для задания подвыражений

• по завершении поиска выражения Вы можете обратиться к любому подвыражению используя свойства MatchPos, MatchLen и Match , а также подставлять подвыражения в некий шаблон, используя метод Substitute).

Подвыражения нумеруются слева направо, в порядке появления открывающих скобок.

Первое подвыражение имеет номер 1 (выражение в целом - 0" , к нему можно обращаться в Substitute как $0" так и $&).

Примеры:

(foobar){8,10} находит строку содержащую 8, 9 или 10 копий "foobar" foob(|a+)r находит "foob0r", "foob1r" , "foobar", "foobaar", "foobaar" и т.д.

Метасимволы - обратные ссылки

Метасимволы от \1 до \9 воспринимаются как обратные ссылки. \ совпадает с ранее найденным подвыражением # .

Примеры:

(.)\1+ находит "aaaa" и "cc". (.+)\1+ также находит "abab" и "123123" ([""]?)(\d+)\1 находит "13" (в дв.кавычках), или "4" (в один.кавычках) или 77 (без кавычек) и т.д.

Модификаторы

Модификаторы служат для изменения режимов работы TRegExpr.

Вы можете изменять модификаторы несколькими способами.

Любой модификатор может меняться с помощью специальной конструкции (?…) внутри регулярного выражения.

Также, Вы можете присвоить значение соответствующему свойству экземпляра объекта TRegExpr (например, ModifierX для изменения модификатора /x, или ModifierStr для изменения сразу нескольких модификаторов). Значения по умолчанию для новых экземпляров объектов TRegExpr определены в , например RegExprModifierX определяет значение по умолчанию для ModifierX.

i

Регистро-независимый режим (по умолчанию использует выбранный в ОС язык по умолчанию), (см. также InvertCase)

m

s

g

Не стандартный модификатор. Выключая его Вы переключаете все повторители в “не жадный” режим (по умолчанию этот модификатор включен). Т.е. если его отключить, то все + работают как +? , * как *? и т.д.

x

Позволяет форматировать шаблон чтобы обеспечить более легкую читаемость (см. описание ниже).

r

Не стандартный модификатор. Если включен, то диапазоны вида а-я включают также букву ё , А-Я включают Ё , а а-Я включает вообще все русские буквы.

Модификатор /x заставляет TRegExpr игнорировать пробелы, табуляции и разделители строк, что позволяет форматировать текст выражения. Кроме того, если встречается символ #, то все последующие символы до конца строки воспринимаются как комментарий, например:

((abc) # Комментарий 1 | # Пробелы внутри выражения также игнорируются (efg) # Комментарий 2)

Естественно, это означает что, если Вам нужно вставить в выражение пробел, табуляцию или разделитель строки или # , то в расширенном (/x) режиме это можно сделать только предваряя их / или используя /xnn (внутри перечней символов все эти символы воспринимаются как обычно)

Расширения Perl

(?imsxr-imsxr)

Позволяет изменять значения модификаторов

Примеры:

(?i)Saint-Petersburg находит "Saint-petersburg" и "Saint-Petersburg" (?i)Saint-(?-i)Petersburg находит "Saint-Petersburg" но не "Saint-petersburg" (?i)(Saint-)?Petersburg находит "Saint-petersburg" и "saint-petersburg" ((?i)Saint-)?Petersburg находит "saint-Petersburg", но не "saint-petersburg"

Модификаторы

Символ «минус» (-) меред модификатором (за исключением U) создаёт его отрицание.

Спецсимволы

	Аналог	Описание
()		подмаска, вложенное выражение
		групповой символ
{a,b}		количество вхождений от «a» до «b»
|		логическое «или», в случае с односимвольными альтернативами используйте
\		экранирование спец символа
.		любой сивол, кроме перевода строки
\d		десятичная цифра
\D	[^\d]	любой символ, кроме десятичной цифры
\f		конец (разрыв) страницы
\n		перевод строки
\pL		буква в кодировке UTF-8 при использовании модификатора u
\r		возврат каретки
\s	[ \t\v\r\n\f]	пробельный символ
\S	[^\s]	любой символ, кроме промельного
\t		табуляция
\w		любая цифра, буква или знак подчеркивания
\W	[^\w]	любой символ, кроме цифры, буквы или знака подчеркивания
\v		вертикальная табуляция

Спецсимволы внутри символьного класса

Позиция внутри строки

	Пример	Соответствие	Описание
^	^a	a aa aaa	начало строки
$	a$	aaa aaa	конец строки
\A	\Aa	a aa aaa aaa aaa	начало текста
\z	a\z	aaa aaa aaa aaa	конец текста
\b	a\b \ba	aaa aaa a aa a aa	граница слова, утверждение: предыдущий символ словесный, а следующий - нет, либо наоборот
\B	\Ba\B	aa a aa a	отсутствие границы слова
\G	\Ga	aaa aaa	Предыдущий успешный поиск, поиск остановился на 4-й позиции — там, где не нашлось a

Скачать в PDF , PNG .

Якоря

Якоря в регулярных выражениях указывают на начало или конец чего-либо. Например, строки или слова. Они представлены определенными символами. К примеру, шаблон, соответствующий строке, начинающейся с цифры, должен иметь следующий вид:

Здесь символ ^ обозначает начало строки. Без него шаблон соответствовал бы любой строке, содержащей цифру.

Символьные классы

Символьные классы в регулярных выражениях соответствуют сразу некоторому набору символов. Например, \d соответствует любой цифре от 0 до 9 включительно, \w соответствует буквам и цифрам, а \W — всем символам, кроме букв и цифр. Шаблон, идентифицирующий буквы, цифры и пробел, выглядит так:

POSIX

POSIX — это относительно новое дополнение семейства регулярных выражений. Идея, как и в случае с символьными классами, заключается в использовании сокращений, представляющих некоторую группу символов.

Утверждения

Поначалу практически у всех возникают трудности с пониманием утверждений, однако познакомившись с ними ближе, вы будете использовать их довольно часто. Утверждения предоставляют способ сказать: «я хочу найти в этом документе каждое слово, включающее букву “q”, за которой не следует “werty”».

[^\s]*q(?!werty)[^\s]*

Приведенный выше код начинается с поиска любых символов, кроме пробела ([^\s]*), за которыми следует q . Затем парсер достигает «смотрящего вперед» утверждения. Это автоматически делает предшествующий элемент (символ, группу или символьный класс) условным — он будет соответствовать шаблону, только если утверждение верно. В нашем случае, утверждение является отрицательным (?!), т. е. оно будет верным, если то, что в нем ищется, не будет найдено.

Итак, парсер проверяет несколько следующих символов по предложенному шаблону (werty). Если они найдены, то утверждение ложно, а значит символ q будет «проигнорирован», т. е. не будет соответствовать шаблону. Если же werty не найдено, то утверждение верно, и с q все в порядке. Затем продолжается поиск любых символов, кроме пробела ([^\s]*).

Кванторы

Кванторы позволяют определить часть шаблона, которая должна повторяться несколько раз подряд. Например, если вы хотите выяснить, содержит ли документ строку из от 10 до 20 (включительно) букв «a», то можно использовать этот шаблон:

A{10,20}

По умолчанию кванторы — «жадные». Поэтому квантор + , означающий «один или больше раз», будет соответствовать максимально возможному значению. Иногда это вызывает проблемы, и тогда вы можете сказать квантору перестать быть жадным (стать «ленивым»), используя специальный модификатор. Посмотрите на этот код:

".*"

Этот шаблон соответствует тексту, заключенному в двойные кавычки. Однако, ваша исходная строка может быть вроде этой:

Привет, Мир

Приведенный выше шаблон найдет в этой строке вот такую подстроку:

"helloworld.htm" title="Привет, Мир"

Он оказался слишком жадным, захватив наибольший кусок текста, который смог.

".*?"

Этот шаблон также соответствует любым символам, заключенным в двойные кавычки. Но ленивая версия (обратите внимание на модификатор?) ищет наименьшее из возможных вхождений, и поэтому найдет каждую подстроку в двойных кавычках по отдельности:

"helloworld.htm" "Привет, Мир"

Экранирование в регулярных выражениях

Регулярные выражения используют некоторые символы для обозначения различных частей шаблона. Однако, возникает проблема, если вам нужно найти один из таких символов в строке, как обычный символ. Точка, к примеру, в регулярном выражении обозначает «любой символ, кроме переноса строки». Если вам нужно найти точку в строке, вы не можете просто использовать « . » в качестве шаблона — это приведет к нахождению практически всего. Итак, вам необходимо сообщить парсеру, что эта точка должна считаться обычной точкой, а не «любым символом». Это делается с помощью знака экранирования.

Знак экранирования, предшествующий символу вроде точки, заставляет парсер игнорировать его функцию и считать обычным символом. Есть несколько символов, требующих такого экранирования в большинстве шаблонов и языков. Вы можете найти их в правом нижнем углу шпаргалки («Мета-символы»).

Шаблон для нахождения точки таков:

\.

Другие специальные символы в регулярных выражениях соответствуют необычным элементам в тексте. Переносы строки и табуляции, к примеру, могут быть набраны с клавиатуры, но вероятно собьют с толку языки программирования. Знак экранирования используется здесь для того, чтобы сообщить парсеру о необходимости считать следующий символ специальным, а не обычной буквой или цифрой.

Спецсимволы экранирования в регулярных выражениях

Подстановка строк

Подстановка строк подробно описана в следующем параграфе «Группы и диапазоны», однако здесь следует упомянуть о существовании «пассивных» групп. Это группы, игнорируемые при подстановке, что очень полезно, если вы хотите использовать в шаблоне условие «или», но не хотите, чтобы эта группа принимала участие в подстановке.

Группы и диапазоны

Группы и диапазоны очень-очень полезны. Вероятно, проще будет начать с диапазонов. Они позволяют указать набор подходящих символов. Например, чтобы проверить, содержит ли строка шестнадцатеричные цифры (от 0 до 9 и от A до F), следует использовать такой диапазон:

Чтобы проверить обратное, используйте отрицательный диапазон, который в нашем случае подходит под любой символ, кроме цифр от 0 до 9 и букв от A до F:

[^A-Fa-f0-9]

Группы наиболее часто применяются, когда в шаблоне необходимо условие «или»; когда нужно сослаться на часть шаблона из другой его части; а также при подстановке строк.

Использовать «или» очень просто: следующий шаблон ищет «ab» или «bc»:

Если в регулярном выражении необходимо сослаться на какую-то из предшествующих групп, следует использовать \n , где вместо n подставить номер нужной группы. Вам может понадобиться шаблон, соответствующий буквам «aaa» или «bbb», за которыми следует число, а затем те же три буквы. Такой шаблон реализуется с помощью групп:

(aaa|bbb)+\1

Первая часть шаблона ищет «aaa» или «bbb», объединяя найденные буквы в группу. За этим следует поиск одной или более цифр (+), и наконец \1 . Последняя часть шаблона ссылается на первую группу и ищет то же самое. Она ищет совпадение с текстом, уже найденным первой частью шаблона, а не соответствующее ему. Таким образом, «aaa123bbb» не будет удовлетворять вышеприведенному шаблону, так как \1 будет искать «aaa» после числа.

Одним из наиболее полезных инструментов в регулярных выражениях является подстановка строк. При замене текста можно сослаться на найденную группу, используя $n . Скажем, вы хотите выделить в тексте все слова «wish» жирным начертанием. Для этого вам следует использовать функцию замены по регулярному выражению, которая может выглядеть так:

Replace(pattern, replacement, subject)

Первым параметром будет примерно такой шаблон (возможно вам понадобятся несколько дополнительных символов для этой конкретной функции):

([^A-Za-z0-9])(wish)([^A-Za-z0-9])

Он найдет любые вхождения слова «wish» вместе с предыдущим и следующим символами, если только это не буквы или цифры. Тогда ваша подстановка может быть такой:

$1$2$3

Ею будет заменена вся найденная по шаблону строка. Мы начинаем замену с первого найденного символа (который не буква и не цифра), отмечая его $1 . Без этого мы бы просто удалили этот символ из текста. То же касается конца подстановки ($3). В середину мы добавили HTML тег для жирного начертания (разумеется, вместо него вы можете использовать CSS или ), выделив им вторую группу, найденную по шаблону ($2).

Приведём несколько примеров регулярных выражений.

карова - очевидно, шаблон, под который подходит слово карова;

\b(shift|unshift|pop|push|splice)\b - любое из перечисленных слов;

^\s+ - один или несколько пробелов или знаков табуляции, стоящих в начале строки.

В регулярных выражениях алфавитно-цифровые символы обычно обозначают сами себя. Например, шаблон Hello указывает искать символ H , за которым следует e , затем l и т. д.

Если символ трудно или неудобно задать буквально, можно использовать уже известные нам литералы: \n , \t и другие. Это означает, что знак \ , входящий в регулярное выражение, уже не может обозначать сам себя, поскольку он меняет смысл следующего за ним символа: в частности, буква n , вместе с предшествующим знаком бэкслэш обозначает символ конца строки. Если требуется включить в шаблон знак \ как таковой, следует использовать литерал \\ .

Имеются и другие символы, которые в шаблонах получают особый смысл вместо того, чтобы обозначать самих себя. Такие символы называются метасимволами . Приведём несколько примеров метасимволов, не указывая пока их особый смысл (список не является исчерпывающим): \.-(){}?*+^$| .

Некоторые символы оказываются метасимволами не всегда, а только тогда, когда попадают в определённый контекст. У некоторых метасимволов в зависимости от контекста оказывается разный смысл.

Если нужно вставить в регулярное выражение метасимвол, лишив его особого смысла, его следует защитить (экранировать ), поставив перед ним бэкслэш. Например, знак плюса в регулярное выражение вставляется как \+ .

Шаблон обозначает один из символов, перечисленных в квадратных скобках. Если, к примеру, нас интересует слово Hello , неважно, с большой или маленькой буквы, шаблон будет таким: ello . Вот шаблон, обозначающий маленькую гласную букву английского алфавита: . Ещё один пример - символьный класс, состоящий из обеих квадратных скобок: [\[\]] .

Если символьный класс включает символы, идущие подряд в кодовой таблице, достаточно указать первый и последний символы, вставив между ними дефис. К примеру, класс, обозначающий любую десятичную цифру, можно задать как . Буква английского алфавита обозначается как (здесь мы полагаемся на тот факт, что в любой кодовой таблице заглавные и маленькие английские буквы идут непрерывными блоками в алфавитном порядке; однако блок маленьких букв не следует сразу за блоком заглавных).

Можно определить символьный класс, состоящий из всех символов за исключением перечисленных - так называемое отрицание символьного класса . Для этого сразу за открывающей квадратной скобкой перед перечислением вставляется знак циркумфлекса ^ . Любой символ, не являющийся цифрой, можно обозначить как [^0-9] .

Для некоторых популярных классов символов есть специальные обозначения:

При успешном сопоставлении строки с регулярным выражением каждому символу или символьному классу в шаблоне соответствует какой-то символ в строке. Но имеются конструкции, которые обозначают не наличие определённого символа, а определённое (пустое) место в строке. Такие конструкции называются привязками , или анкерами

Наиболее часто используемые анкеры - привязка к началу (^) и концу ($) строки. Привязка к началу строки должна помещаться в начале шаблона, а привязка к концу - в конце.

Например, к шаблону ^анти подходят такие слова русского языка, как антидот, антисемитизм или античастица. Без привязки также подошли бы строки, не начанающиеся с «анти-», но содержащие это буквосочетание внутри, например, меркантилизм. Для поиска слов, заканчивающихся на «-ться» нужен шаблон ться$ (мы уверены почти на 100%, что все такие слова - это возвратные глаголы в инфинитиве). Ничто не мешает применять в шаблоне обе эти привязки.

Другой полезный анкер - привязка к границе между словами \b . Он соответствует месту в строке, находящемуся между символами, один из которых принадлежит классу \w , а другой - \W (в любом порядке). Эта привязка может соответствовать также началу или концу строки (в этом случае считается, что срока как бы окружена воображаемыми символами из класса \W).

Если мы ищем фрагмент, который должен подойти под один из нескольких шаблонов, нужно перечислить эти шаблоны, разделив вертикальной чертой | . Например, понедельник|вторник|среда|четверг|пятница|суббота|воскресенье. Для того, чтобы сделать список альтернатив самостоятельной единицей и отделить от соседних, его нужно заключить в скобки. Например, шаблон Уважаем(ый|ая) означает строку Уважаем, за которой следует одна из строк ый или ая. Без скобок шаблон Уважаемый|ая обозначал бы одну из строк Уважаемый или ая. У скобок имеется важное побочное действие, о котором будет сказано в разделе «Группировка и захват» .

Для того, чтобы указать, сколько раз может повторяться шаблон, после него ставят так называемые квантификаторы (от латинского слова quantum - сколько):

Квантификаторы * , + и? являются избыточными, поскольку они могут быть выражены иначе с помощью фигурных скобок. А именно, * равносилен {0,} , + равносилен {1,} , а? - то же самое, что и {0,1} . Но данные квантификаторы очень часто используются, и этим заслужили отдельных обозначений.

Если шаблон, к которому применяется квантификатор, представляет из себя нечто более сложное, чем просто единичный символ или класс символов, его нужно заключить в круглые скобки.

Вот несколько примеров:

^\d+$ - последовательность из одной или нескольких десятичных цифр (шаблон для целых неотрицательных чисел в десятичной записи);

^\-?\d+$ - то же самое, но для всех (возможно, отрицательных) целых чисел;

^\-?(\d+(\.\d*)?|\.\d+)$ - шаблон для вещественных чисел;

Разберём последний пример подробнее. Помимо необязательного минуса в начале, в шаблоне присутствует группа с двумя альтернативами: \d+(\.\d*)? и \.\d+ . Первая альтернатива включает обязательную целую часть \d+ (как минимум одна цифра), и следующую за ней необязательную дробную (\.\d*)? . В дробной части, если она есть, имеется десятичная точка, и, возможно, несколько цифр. Таким образом, этой альтернативе соответствуют строки 15 , 15. , 15.487 . Другая альтернатива нужна для строк вида.618 с отсутствующей целой частью - во многих компьютерных языках эта запись имеет право на существование.

Если простейшие элементы регулярного выражения - символы, символьные классы и анкеры, записываются подряд, это означает, что при поиске в строке по шаблону эти элементы будут сопоставляться с частями строки последовательно, в той же последовательности. Этот порядок нарушается, если применяются альтернативы. Можно представлять себе, что составное регулярное выражение составляется из простейших при помощи двух операций: последовательного соединения (композиции ) и альтернативы. Композиция - аналог операции умножения в арифметике. Альтернатива - аналог сложения. Первое сходство с арифметикой состоит в том, что операция альтернативы имеет более низкий приоритет, чем композиция, поэтому могут потребоваться скобки для группировки, как в примере Уважаем(ый|ая) .

Примечание

Многие, хотя и не все, законы арифметики действуют и для регулярных выражений: коммутативность альтернативы x | y = y | x ; ассоциативность альтернативы x | y | z = x | y | z ; ассоциативность композиции x ⁣ y ⁣ z = x ⁣ y ⁣ z ; дистрибутивность альтернативы относительно композиции (левая и правая) x ⁣ y | z = x ⁣ y | x ⁣ z , x | y ⁣ z = x ⁣ z | y ⁣ z . В этой странной арифметике регулярных выражений не имеет место закон коммутативности для композиции. Кроме того, отсутствует аналог нуля из-за очевидного соотношения x | x = x . Роль единицы (правой и левой) для композиции выполняет пустой шаблон (обозначим его 𝟙): 𝟙 ⁣ x = x ⁣ 𝟙 = x . Квантификаторы вида { n } играют роль возведения в n -ю степень.

Помимо группировочной функции скобки выполняют функцию захвата. Главным результатом сопоставления строки с шаблоном является ответ на вопрос: подходит ли строка под шаблон? Но, кроме того, часто бывает нужно определить, какой фрагмент или фрагменты строки подошли к тем или иным фрагментам в регулярном выражении.

А, может быть, этилендиамин- N N N ′ N ′ -тетрауксусной кислоты?

Рассмотрим пример, в котором в тексте отыскиваются упоминания различных кислот. Наши школьные воспоминания из химии навели нас на мысль, что названия кислот оканчиваются или на вая, или на ная, или на тая, а затем, после пробела, следует слово кислота. Составляем шаблон: \S+[внт]ая кислота. Сопоставляем с шаблоном текст. Удача! Но, спрашивается, упоминание какой именно кислоты нашлось в тексте? Соляной? Серной? Азотной? Плавиковой? Хлорной? Хлорноватой? Хлорноватистой? Лимонной? Синильной? Дезоксирибонуклеиновой?

Вот здесь пригодится захват. Ту часть шаблона, который, по нашему замыслу, должен соответствовать названию, заключим в скобки: (\S+[внт]ая) кислота. Тогда машина, найдя в тексте упоминание кислоты, сохранит её название (то, что соответствует заключённому в скобки фрагменту шаблона) в специальной переменной - буфере захвата

Регулярное выражение может содержать несколько групп захвата. Такие группы могут не только следовать друг за другом, но и вкладываться одна в другую. Иными словами, регулярное выражение должно быть сбалансировано по отношению к круглым скобкам в том же смысле, какой обсуждался в главе 23. «Проверка баланса скобок » (конечно, это относится только к круглым скобкам, служащим цели группировки и захвата; скобки, которым предшествует бэкслэш, не сказываются на балансе групп). При успешном поиске каждая группа захватит какую-то часть текста: первая - в первый буфер, вторая - во второй, и так далее. Как же нумеруются группы в случае, когда они вложены друг в друга? Нумерация идёт в том порядке, в каком появляются открывающие скобки:

2 4 5 ┝┑ ┝┑┝┑ (()(()())) │ ┝━━━━┙│ │ 3 │ ┝━━━━━━━━┙ 1

При желании группу можно исключить из нумерации, то есть лишить её «захватнической» функции, оставив только группирующую. Для этого вместо ограничителей группы (⋯) используем (?: ⋯) . Здесь вопросительный знак не обозначает квантификатор, поскольку квантификатору должны предшествовать либо символ, либо символьный класс, либо группа.

Использование нумерованных групп захвата не всегда удобно, особенно в больших регулярных выражениях. Стоит только вставить в шаблон новую группу захвата, как нумерация сбивается. Тогда придётся во всех местах в программе, где происходит обращение к буферам захвата по номерам, вносить исправления. Но можно связать с группой имя, которое позволит обратиться к соответствующему буферу по этому имени. Для создания именованной группы используются ограничители (? ⋯) , где вместо name подставляется нужное имя.

Захваченные в буферы части строки могут использоваться двумя путями. Во-первых, программа, использующая регулярное выражение для поиска или замены, может обратиться к буферам как к специальным переменным. О таком использовании речь пойдёт в разделе «Операторы поиска и замены» . Вторая возможность предусматривает использование ссылок на группы прямо в регулярном выражении, см. раздел «Обратные ссылки» .

Рассмотрим задачу поиска слов, содержащих три одинаковые гласных буквы подряд. Наивное решение [аеёиоуэюя]{3} , использующее квантификаторы, не будет работать, поскольку такому шаблону соответствуют строки с тремя подряд идущими гласными, но необязательно одинаковыми. Чудовищное решение с полным перечислением альтернатив, ааа|еее|ёёё|иии|ооо|ууу|эээ|ююю|яяя, мы с негодованием отвергаем: ведь стоит взять другой, более обширный символьный класс, или заменить тройку в квантификаторе на большее значение, как размер шаблона катастрофически вырастет.

Тем не менее возможно элегантное решение, использующее группы захвата. Захватим гласную в группу, а затем сошлёмся на содержимое буфера захвата. Ссылки на первый, второй, третий буферы записываются в регулярном выражении как \g1 , \g2 , \g3 . Итак, решением будет шаблон ([аеёиоуэюя])\g1{2} . Обратите внимание, что ссылка на буфер захвата должна следовать в регулярном выражении строго после соответствующей группы.

Обратные ссылки могут ссылаться не только на нумерованные буферы, но и на именованные. Такие ссылки имеют вид \k , где, опять же таки, вместо name стоит конкретное имя. Наш пример можно переписать, применяя именованные группы: (?[аеёиоуэюя])\k{2} (vowel - гласная).

Иногда возникает необходимость в поиске, при котором не делается отличий между строчными и прописными буквами. Такой поиск называется нечуствительным к регистру (case-insensitive ). Вместо того, чтобы всюду в шаблоне заменять буквы на двухбуквенные классы (a → , b → , …), Просто заключим шаблон в специальную группу, включающую режим case-insensitive поиска: (?i: ⋯) . Такая группа не является группой захвата. Если case-insensitive поиск должен быть реализован только в части регулярного выражения, в группу следует поместить только нужную часть.

Наоборот, если какая-то часть регулярного выражения, в которой осуществляется case-insensitive поиск, нуждается в отключении этого режина, то вернуться к обычному, case-sensitive поиску можно, используя группу (?-i: ⋯) .

Режимы чувствительности/нечуствительности к регистру влияют лишь на буквы. Что считается буквой, а что нет, зависит от языка, как и правила соответсвия между прописными и строчными буквами. С точки зрения английского языка, например, буквой не является символ Щ. В немецком языке имеется буква ß (между прочим, заглавный вариант этой буквы состоит из двух букв SS: Carl Friedrich Gauß → CARL FRIEDRICH GAUSS).