Язык программирования Perl

Цель лекции: познакомиться с правилами описания регулярных выражений и со средствами работы с ними в Perl. Научиться применять регулярные выражения для поиска, извлечения и замены текстовой информации.

Когда некоторые говорят, что программы на Perl похожи на бессмысленную кучу символьного мусора, то это впечатление, скорее всего, возникло от вида какого-нибудь длинного регулярного выражения, а они действительно могут выглядеть как загадочный или бессмысленный набор символов, например:

 m/<A[^>]+?HREF\s*=\s*["']?([^'" >]+?)['"]?\s*>/ig

(Это всего-навсего шаблон для поиска гиперссылок в HTML-странице.) Но в этой лекции вы узнаете, что регулярные выражения - совсем не ужасные и отнюдь не хаотичные, а наоборот, очень даже логичные и упорядоченные, что употреблять их не так уж сложно, а записывать их можно вполне наглядным способом. Как сказал Джеффри Фридл в своей знаменитой книге, переведенной на русский язык: "Регулярные выражения также можно сравнить с иностранным языком - когда вы начинаете изучать язык, он перестает казаться белибердой".

Начнем с того, что регулярные выражения (regular expression, сокращенно - regexp, regex или RE) - это отдельный язык описания образцов для обработки текста, не имеющий непосредственного отношения к Perl. Регулярные выражения использовались в Unix задолго до создания Perl, а сейчас библиотеки для работы с ними имеются в C++, C#, Java, JavaScript, PHP, Python, Ruby, Visual Basic и других языках. Поддержка регулярных выражений есть в некоторых редакторах, почтовых программах и системах управления базами данных. Другое дело, что широкое распространение Perl в свое время сделало регулярные выражения популярными на разных платформах. А в ходе развития языка Perl была отточена система обозначений для регулярных выражений, ставшая фактическим стандартом. Многие считают, что благодаря Perl регулярные выражения из математической теории превратились в рабочий инструмент тысяч и тысяч программистов. Это произошло потому, что в Perl механизмы работы с регулярными выражениями встроены в ядро языка, поэтому применять их естественно, легко и удобно. А благодаря эффективной реализации "движка" регулярных выражений, в Perl они обрабатываются чрезвычайно быстро. Регулярные выражения выполняют львиную долю работ по обработке текстовой информации и используются в Perl несколькими способами:

[x]. для поиска в тексте строк по определенному образцу;

[x]. для разделения текста на части по указанному набору разделителей;

[x]. для извлечения из строки подстрок, соответствующих заданному шаблону;

[x]. для замены в тексте найденных соответствий на новые значения.

Основная идея регулярных выражений состоит в нахождении в тексте соответствия определенному образцу, который может задаваться литералом или шаблоном. Вся текстовая строка считается соответствующей образцу, если ему соответствует какая-то ее часть.

Наверное, чаще всего регулярные выражения используются в операции сопоставления (match operator), которая проверяет, соответствует ли текст указанному образцу. Образец (pattern) - это символьная последовательность для сопоставления, записанная в специальной нотации. Простейший образец - это строковый литерал, представляющий собой последовательность символов, которая будет отыскиваться в тексте. В скалярном контексте операция сопоставления возвращает '1', если образец в строке найден, и пустую строку "', если соответствие образцу не найдено. Для указания, к какой строке применить операцию сопоставления, используется операция привязки =~ к строке:

 'В строке образец есть' =~ /образец/; # образец найден

Обычно поиск образца выполняется с учетом регистра, но можно игнорировать регистр при сопоставлении строки с образцом, если в операции сопоставления задать модификатор /i (ignore case). Для корректной обработки национальных букв должна быть включена прагма use locale. Например:

 use locale;
'В строке образец есть' =~ /Образец/; # образец НЕ найден!
 'В строке образец есть' =~ /Образец/i; # образец найден

Результат операции сопоставления в тексте можно присвоить скалярной переменной или использовать в любой из условных конструкций, например:

 $text = 'Черный кот в темной комнате'; # ищем в этом тексте
 $found = $text =~ /кот/; # в $found будет '1'
 print 'Кошки нет!' unless $text =~ /кошка/; # вернет ''

Последнее предложение можно переписать, применив операцию отрицательной привязки к строке (!~), которая инвертирует (меняет на обратный) результат операции сопоставления:

 print 'Кошки нет!' if $text !~ /кошка/;# вернет '1'

Если операция привязки к строке не используется, образец отыскивается в переменной по умолчанию $_. Выражение перед поиском интерполируется, поэтому весь образец поиска или его часть может содержаться в переменной. Например:

 $_ = 'Счастье - это когда тебя понимают.'; # переменная поиска
 $pattern = 'Счастье'; # образец для сопоставления
 print "$pattern найдено!" if /$pattern/;

В составе образца поиска могут применяться не только переменные, но и escape-последовательности, известные нам из лекции 2, например:

 print 'В строке обнаружена табуляция' if $string =~ m{\t};

Для успешного сопоставления строки образцу достаточно найти в строке первое совпадение. В этом примере образец совпадет с началом подстроки 'которого':

 $text = 'У которого из котов зеленые глаза?'; # ищем здесь
 $any = $text =~ /кот/; # образец совпал с 'которого'

Чтобы найти именно подстроку 'кот', перед которой стоит пробел, нужно задать более точный образец для сопоставления:

 $cat = $text =~ / кот/; # образец совпадет с ' кот'

В операции сопоставления программист может задавать ограничители для образца: в этом случае перед ограничителями указывается буква m// (Операцию сопоставления часто именно так и называют: операция m//.) В качестве ограничителей могут выступать различного вида скобки или парные небуквенные символы, например:

 m($pattern) m{$pattern} m[$pattern] m<$pattern>
 m|$pattern| m!$pattern! m"$pattern" m#$pattern#

Задать собственные ограничители бывает особенно полезно, когда в шаблон поиска входит наклонная черта. Из двух приведенных вариантов второй смотрится гораздо понятнее:

 /\/usr\/bin\/perl/
 m{/usr/bin/perl}

Недаром обилие левых и правых наклонных черт в первом варианте называют "ученическим синдромом зубочисток" (LTS - Learning Toothpick Syndrome). В приводимых до сих пор примерах операцию сопоставления с литералом в качестве образца вполне можно заменить вызовом функции index. Самое интересное начинается тогда, когда в образце поиска применяются метасимволы для сопоставления с шаблоном.