Guia completo sobre expressões regulares

Verifica se número é primo

 Isso não é uma expressão regular


 (mas é aceito por quase todas bibliotecas regex)


 É difícil de entender


 É fácil de errar


 É extremamente compacta


 É extremamente compacta
 Na verdade, checa se número não é primo

Histórico
 Conceito matemático introduzido na década de 50
 SNOBOL implementou pattern matching, mas não
expressões regulares
 Ken Thompson introduzir expressões regulares no
editor QED, depois ed (Unix), e finalmente grep
(abreviação do comando g/re/p do ed)
 Padronizado pelo POSIX
 Repadronizado pelo Perl e Tcl (baseado em biblioteca
de Henry Spencer)
 Biblioteca PCRE (Philip Hazel)

Para que servem Regex?
 Verificar se um determinado padrão ocorre em um
texto
 Verificar se um determinado padrão não ocorre em
um texto
 Localizar as ocorrências de um padrão
 Obter as ocorrências de um padrão
 Obter partes das ocorrências de um padrão
 Substituir ocorrências de um padrão por outro texto,
possivelmente usando partes da ocorrência
 Dividir texto de acordo com um padrão

Exemplos
 Acha linhas com configurações:
 grep "^ *[^# ]" php.ini
 Acha linhas que não estejam em branco:
 grep –v "^$" .profile
 Índice de todas palavras em um texto:
 [w.start() for w in re.finditer(r'bw', text)]
 Todas palavras de um texto:
 @words = $text =~ /w+/
 Dia, mês e ano de uma data:
 ($d, $m, $a) = text =~ /(dd)/(dd)/(d{4})/
 Remove espaços do fim da linha:
 sed -p'' -e 's/ *$//‘
 Divide linha em palavras e símbolos
 text split """bs*|s*b"""

Expressões Regulares
 Descrevem Linguagens Regulares
 Mesmo poder expressivo de Gramáticas Regulares
 Mesmas linguagens aceitas por Autômatos Finitos
Determinísticos
 Livres de Contexto
 Exemplo de linguagem não regular:
 Número de b depende do número de a: anbn

Autômatos Finitos Determinísticos
Texto termina em n?

n

[^n] n
Regex:
0 .*n$ 1

[^n]

Dois switches e um loop
// Texto termina em n?
int state = 0;
while(ch = getc()) {
switch(state) {
case 0: switch(ch) {
case 'n': state = 1; break;
default : break;
}
case 1: switch(ch) {
case 'n': break;
default : state = 0; break;
}
}
}
return state == 1;

Estrutura de uma Regex
 Composta de:
 Um caracter (literal)
 Ou nada (string vazia)
 Ou uma composição de uma ou duas outras regex

Operações de Composição
 Da maior precedência para a menor:
 Repetição (kleene star): r*
 Concatenação: r1 r2
 Alternativa: r1 | r2
 Todas expressões regulares podem ser compostas a
partir desses elementos
 Muitas regex não podem ser compostas só com esses
elementos

Tipos de Regex
 POSIX Basic Regex (grep)
 POSIX Extended Regex (grep –E)
 Preg (Perl regex)
 PCRE (Perl Compatible(*) Regular Expression)
 (*) Só que não
 Etc... (cada biblioteca tem suas particularidades)

Regex Compilado vs JIT
 Compilar um regex transforma a string representando
o regex em uma estrutura de dados otimizada para seu
uso
 Disponível com Java, Perl, Python, Ruby
 Regex Just In Time recompilam a expressão todas as
vezes, para diminuir a cerimônia de seu uso
 Disponível com Java(*), Perl, PHP, Python, Ruby
 (*) Somente para alguns usos

Outras operações de Composição
 Qualquer caracter: .
 Qualquer um de um conjunto: [r1r2-r3]
 Qualquer um não em um conjunto: [^r1r2]
 Classes de caracteres: [[:alpha:]], w,
 Negação de classes: [^[:alpha:]], W
 Classes POSIX: p{Upper}, P{InGreek}
 Zero ou um: r?
 Um ou mais: r+
 Entre n e m repetições: r{n, m}

Classes úteis
 [:alnum:]
 w – inclui sublinhado (não palavras como W)
 [:alpha:]
 [:blank:]
 [:cntrl:]
 [:digit] ou d (não dígito como D)
 [:graph:]
 [:lower:]
 [:print:]
 [:punct:]
 [:space:] ou s (não espaço como S)
 [:upper:]
 [:xdigit:]

Greediness
 As expressões r* e r+ retornam a maior quantidade
possível de caracteres que satisfaçam a expressão
 Elas são greedy – gananciosas
 Algumas bibliotecas suportam relutância:
 r*? e r+?
 Elas retornam a menor quantidade possível de
caracteres que satisfaçam a expressão
 Em alguns casos, a performance das repetições
relutantes é muito superior

Relembrando Precedência
 Lembrando a precedência: repetição, concatenação e
alternativa
 Textos que satisfazem a expressão ab*|cd:
 a
 ab
 abb
 cd
 Os textos abab e acd não satisfazem a expressão

Agrupamento
 POSIX Basic Regular Expression: ( e )
 Todo o resto: ( e )
 Grupos também capturam o conteúdo, e podem ser
extraídos separadamente ou usados na substituição
 Sem captura(*): (?:r)
 (*) as partes de uma ocorrência correspondentes a
expressões dentro de parênteses são retornadas como
grupos ou subgrupos

Contexto
 Eu falei que expressões regulares são linguagens sem
contexto
 Mas esses “contextos” são válidos, pois podem ser
representados como estados
 Âncoras:
 Início do texto ou de uma linha: ^
 Fim do texto ou de uma linha: $
 Borda de palavras: b ou < e > (POSIX BRE)
 Look-ahead: (?=r)
 Look-behind: (?<=r)
 Negações: (?!r) e (?<!r)

Contexto de verdade
 Não suportados por expressões regulares
 Suportados por quase todas bibliotecas regex
 Podem levar a tempos exponenciais
 Back references: n (para n de 1 a 9)

Alterações de Comportamento
 Formato:
 Ativa/Desativa: (?idmsux-idmsux)
 Somente para o subgrupo: (?idmsux-idmsux:r)
 Flags:
 Case insensitive: i
 Unix new lines: d
 Multiline: m
 “.” pega new lines: s
 Unicode-aware: u
 Comentários: x

Escaping (citando caracteres)
 PCRE:
 antes de símbolos cita o símbolo
 antes de letras tem tem significado especial
 POSIX Basic RE: uma zona – consulte o manual
 Citando um grupo de caracters:
 Qgrupo de caracteresE

Revisitando Números Primos

Concatenação

Caracteres Alternativas
Âncoras

Repetições
Agrupamento Back Reference

Explicando Números Primos
(?x) # Dado uma sequência de dígitos 1, aceita se o
# tamanho da sequência não for um número primo

# Primeiro caso, números menores que 2
^ # Início da string
1? # 0 ou 1 ocorrênicas do dígito 1
$ # Fim da String

| # Segundo caso, números maiores ou igual a 2
# Verifica se a string pode ser reduzida a
# XX...X, onde X é uma string de tamanho fixo
# com dois ou mais dígitos 1

^ # Início da string
( # Início do primeiro subgrupo -- o “X” da questão
11+? # Sequência de dois ou mais dígitos 1
# A sequência acima é relutante por questões de performance
) # Fim da sequência
1+ # Uma ou mais (novas) ocorrências do subgrupo 1
$ # Fim da string

E-mail regex
(?:[a-z0-9!#$%&'*+/=?^_`{|}~-]+(?:.[a-z0-
9!#$%&'*+/=?^_`{|}~-]+)*|"(?:[x01-x08x0bx0cx0e-
x1fx21x23-x5bx5d-x7f]|[x01-x09x0bx0cx0e-
x7f])*")@(?:(?:[a-z0-9](?:[a-z0-9-]*[a-z0-9])?.)+[a-
z0-9](?:[a-z0-9-]*[a-z0-9])?|[(?:(?:25[0-5]|2[0-4][0-
9]|[01]?[0-9][0-9]?).){3}(?:25[0-5]|2[0-4][0-
9]|[01]?[0-9][0-9]?|[a-z0-9-]*[a-z0-9]:(?:[x01-
x08x0bx0cx0e-x1fx21-x5ax53-x7f]|[x01-
x09x0bx0cx0e-x7f])+)])

Moral da História
 Coisas que não são regex as vezes podem ser resolvidas
com regex
 Coisas que são regex as vezes não valem a pena serem
resolvidas com regex
 Algumas coisas não são regex e não são resolvidas com
regex
 Resolver com código expressões regulares simples é
muito mais complicado do que as pessoas assumem
 Não usem regex com xml!

Criando e Testando Regex
 RegexBuddy (produto comercial): o melhor de todos
 DFA/Regex: http://osteele.com/tools/reanimator/
 .Net: http://www.nregex.com/nregex/default.aspx
 Java: http://www.myregexp.com/
 JavaScript: http://www.regexpal.com/
 Perl: http://www.regextester.com/ (tb PHP, POSIX)
 PHP: http://regex.larsolavtorvik.com/ (tb Javascript)
 Python: http://www.pythonregex.com/
 Ruby: http://www.rubular.com/

Exemplo Java
import java.util.regex.Pattern;
import java.util.regex.Matcher;

Pattern pattern = Pattern.compile("pattern");
Matcher matcher = pattern.matches("text");

Matcher.find(); matcher.matches();

matcher.replaceFirst("replacement");
matcher.replaceAll(Matcher.quoteReplacement("replacement"));

MatchResult matchResult = matcher.toMatchResult();

text.split("pattern");

Exemplo Python
# Compila & Busca
prog = re.compile(r"pattern")
result = prog.match("text")
# Atalho
result = re.match(r"pattern", "text")

re.search("text")
re.findall("text"); re.finditer("text")

re.sub("replacement", "text")

re.split("text")

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