Искусство программирования для Unix
Шрифт:
В данном введении не рассматриваются такие подробности, как POSIX-расширения, обратные ссылки и особенности интернационализации. Более подробное изложение способа их применения представлено в книге "Mastering Regular Expressions" [22].
Регулярные выражения описывают шаблоны, которые могут либо совпадать, либо не совпадать со строками. Простейшим средством для работы с регулярными выражениями является утилита grep(1), фильтр, который переправляет со стандартного ввода на стандартный вывод каждую строку, соответствующую указанному регулярному выражению. Форма записи регулярных выражений кратко представлена в таблице 8.1.
Таблица 8.1. Примеры регулярных выражений
| Регулярное выражение | Соответствующая строка |
|---|---|
"x.y" | x, за которым следует любой символ с последующим у |
"x\.y" | х, за которым следует точка с последующим у |
"xz?y" | х, за которым следует не более одного символа z с последующим у, т.е. "xy" или "xzy", но не "xz" или "xdy" |
"xz*y" | х,
|
"xz+y" | x , за которым следует один или несколько экземпляров символа z , за которыми следует у, т.е. "xzy " или "xzzy ", но не "xy ", "xz " или "xdy " |
"s[xyz]t" | s , за которым следует любой из символов х , у или z , за которым следует t , т.е. "sxt ", "syt " или "szt ", но не "st " или "sat " |
"a[x0-9]b" | а , за которым следует либо х , либо символ в диапазоне 0-9, за которым следует b , то есть, "axb ", "a0b " или "а4b ", но не "ab " или "aab " |
"s[^xyz] t" | s , за которым следует любой символ, кроме х , у или z , за которым следует t , т.е. "sdt " или "set ", но не "sxt", "syt " или "szt " |
"s[^x0-9]t" | s , за которым следует любой символ, кроме x или символа в диапазоне 0-9, за которым следует t , т.е. "slt " или "smt ", но не "sxt ", "s0t " или "s4t " |
"^x” | x в начале строки, т.е. " xzy " или "xzzy ", но не "yzy " или "уху " |
"x$" | х в конце строки, т.е. " yzx " или "yx ", но не "yxz " или "zxy " |
Существует большое количество второстепенных вариантов записи регулярных выражений.
1. Выражения-маски. Ограниченный набор соглашений по применению символов-шаблонов (wildcard), использовавшийся в ранних оболочках Unix для сопоставления имен файлов. Существует всего 3 символа-шаблона:
2. Базовые регулярные выражения. Форма записи, принятая в исходной утилите grep(1) для извлечения из файла строк, соответствующих заданному регулярному выражению. Выражения этого типа также применяются в строковом редакторе ed(1) и потоковом редакторе sed(1). Профессионалы старой школы Unix считают данное выражение основной, или "унифицированной", разновидностью регулярных выражений. Пользователи, впервые столкнувшиеся с более современными инструментами, склонны использовать расширенную форму, которая описана ниже.
3. Расширенные регулярные выражения. Запись, принятая в расширенной версии grep, egrep(1) для извлечения из файла строк, соответствующих заданному регулярному выражению. Регулярные выражения в Lex и редакторе Emacs весьма близки к egrep-разновидности.
4. Регулярные выражения языка Perl. Форма записи, принятая в regexp-функциях языков Perl и Python. Выражения этого типа являются более мощными по сравнению с egrep-вариантом.
После рассмотрения основных примеров в таблице 8.2 приведена сводка стандартных шаблонов для регулярных выражений. Следует отметить, что в таблицу не включен вариант выражений-масок, поэтому запись "для всех" означает только 3 типа: базовый, расширенный/Emacs и Perl/Python [79] .
Таблица 8.2. Введение в операции с регулярными выражениями
| Символ-шаблон | Поддерживается | Соответствующая строка |
|---|---|---|
\ | во всех | Начало escape-последовательности. Определяет, следует ли интерпретировать последующий знак как шаблон. Последующие буквы или цифры интерпретируются различными способами в зависимости от программы |
. | во всех | Любой символ |
^ | во всех | Начало строки |
$ | во всех | Конец строки |
[...] | во всех | Любой из символов, указанных в скобках |
[^...] | во всех | Любые символы, кроме указанных в скобках |
* | во всех | Любое количество экземпляров предыдущего элемента |
? | egrep/Emacs, Perl/Python | Ни одного или один экземпляр предыдущего элемента |
+ | egrep/Emacs, Perl/Python | Один или несколько экземпляров предыдущего элемента |
{n} | egrep, Perl/Python; как \{n\} в Emacs | В точности n повторений предыдущего элемента. Не поддерживается некоторыми старыми regexp-средствами |
{n,} | egrep, Perl/Python; как \{n,\} в Emacs | n или более повторений предыдущего элемента. Не поддерживается некоторыми старыми regexp-средствами |
{m,n} | egrep, Perl/Python; как \{m,n\} в Emacs | Минимум m и максимум n повторений предыдущего элемента. Не поддерживается некоторыми старыми regexp-средствами |
| | | egrep, Perl/Python; как \| в Emacs | Элемент слева или справа. Обычно используется с некоторой формой группирующих разделителей |
(...) | Perl/Python; как \(...\) в более старых версиях | Интерпретировать данный шаблон как группу (в более новых regexp-функциях, например в языках Perl и Python). Более старые средства, такие как regexp-функции в Emacs и в утилите grep требуют записи \(...\) |
79
Стандарт POSIX для регулярных выражений вводит некоторые символьные диапазоны, такие как
В новых языках с поддержкой регулярных выражений установилась практика Perl/Python-варианта. Он является более прозрачным, чем остальные, особенно потому, что обратная косая черта перед не алфавитно-цифровым символом всегда означает, что данный символ трактуется буквально, что значительно устраняет путаницу при ссылке на элементы регулярных выражений.
Регулярные выражения являются исключительным примером того, насколько лаконичным может быть мини-язык. Простые регулярные выражения отражают режим распознавания, который иначе пришлось бы реализовывать с помощью сотен строк туманного, чреватого ошибками кода.
8.2.3. Учебный пример: Glade
Glade представляет собой средство разработки интерфейсов для библиотеки Х-инструментария [80] GTK с открытым исходным кодом. Glade позволяет разрабатывать GUI-интерфейс путем интерактивного выбора, размещения и модификации элементов управления на панели интерфейса. GUI-редактор создает XML-файл, описывающий проектируемый интерфейс. Полученный файл, в свою очередь, можно передать одному из нескольких генераторов кода, которые непосредственно создают С, С++, Python- или Perl-код для интерфейса. Сгенерированный код затем вызывает создаваемые разработчиком функции, определяющие поведение интерфейса.
80
Для тех, кто не является Unix-программистом: инструментарий X представляет собой графическую библиотеку, которая предоставляет GUI-объекты (такие как надписи, кнопки и выпадающие меню) подключенным к ней программам. В большинстве других операционных систем с графическим интерфейсом предоставляется только один инструментарий, используемый всеми. Unix и сервер X поддерживают несколько инструментариев. Это является частью разделения политики и механизма, которое в главе 1 было названо целью проектирования X-сервера. GTK и Qt являются двумя наиболее популярными X-инструментариями с открытым исходным кодом.
XML-формат Glade для описания GUI-интерфейсов является хорошим примером простого узкоспециального мини-языка. В примере 8.1 показан Glade-формат для GUI-интерфейса "Hello, world!".
Адекватная спецификация в Glade-формате предполагает набор действий, предпринимаемых GUI-интерфейсом в ответ на действия пользователя. GUI-интерфейс Glade интерпретирует данные спецификации как структурированные файлы данных. С другой стороны, генераторы кода Glade используют их для написания программ, реализующих GUI. Для некоторых языков (включая Python) существуют библиотеки времени выполнения, которые позволяют пропустить этап генерирования кода и просто создавать GUI непосредственно во время обработки XML-спецификации (интерпретируя Glade-разметку вместо того, чтобы компилировать ее). Таким образом, разработчик получает выбор: эффективное использование пространства ценой скорости запуска или наоборот.
Программисту, освоившему подробности XML-формата, разметка Glade представляется довольно простым языком. Она решает только две задачи: объявляет иерархии GUI-элементов и связывает свойства с элементами управления. Чтобы прочесть спецификацию, представленную в примере, разработчику фактически не требуется досконально разбираться в работе glade. Действительно, имея опыт программирования с помощью GUI-инструментариев и читая данную спецификацию, можно сразу довольно наглядно представить себе интерфейс, создаваемый glade на ее основе. (Для тех, кто не имеет такого опыта, можно отметить, что данная спецификация позволяет получить однокнопочный элемент управления в окне).