Regulární výrazy, známé také jako regex nebo regexp, jsou nástroji pro práci s textem, které umožňují vyhledávání, nahrazování a manipulaci s textovými řetězci na základě definovaného vzoru (patternu). Tyto vzory jsou sestaveny pomocí specifické syntaxe, která umožňuje popsat i složité vzory textu. Definují sadu řetězců a používají se k celé řadě účelů, od jednoduchého vyhledávání po složitou analýzu textu.
Regulární výrazy se skládají z obyčejných znaků (např. písmen a číslic) a speciálních znaků (tzv. metaznaků), které mají zvláštní význam. Metaznaky jsou znaky se zvláštním významem, umožňující reprezentovat množinu znaků. Například:
- . (tečka) reprezentuje jakýkoli znak,
- * označuje opakování předchozího znaku nula nebo vícekrát,
- + značí opakování předchozího znaku jednou nebo vícekrát,
- ? říká, že předchozí znak může, ale nemusí být přítomen,
- [ ] definují sadu znaků, z nichž jeden může být vybrán,
- ^ a $ označují začátek a konec řetězce nebo řádku.
Syntaxe a základní principy
Ponořme se nyní hlouběji do syntaxe a zaměřme se na konkrétní regulární výrazy a znaky, které se používají.
Syntaxe
Už víme, že se regulární výrazy skládají ze dvou typů znaků, které se používají v kombinaci se závorkami:
- běžné znaky jako „a“ nebo „7“ odpovídají přesně těmto znakům ve vyhledávaném textu,
- speciální znaky jako například „.“ reprezentují jakýkoliv znak, zatímco „^“ označuje začátek řetězce a „$“ jeho konec,
- závorky se používají pro seskupování množin znaků.
Kvantifikátory
Kvantifikátory jsou specifickou a velmi významnou skupinou metaznaků. Určují, kolikrát se smí opakovat znak předcházející kvantifikátoru. Patří mezi ně tedy například:
- „*“ (nula nebo více opakování),
- „+“ (jedno nebo více opakování)
- a „?“ (nula nebo jedno opakování).
Třídy znaků
Třída znaků ve výrazu závorek přidá všechny znaky z pojmenované třídy do množiny znaků, která je definována výrazem závorky. Chcete-li vytvořit třídu znaků, použijte [: název třídy následovaný :].
- Předdefinované třídy: Některé znakové třídy jsou natolik užitečné, že pro ně byly definovány zkratky, například „\d“ pro číslice nebo „\w“ pro alfanumerické znaky.
- Uživatelsky definované třídy: Vytvořené pomocí hranatých závorek, například „[a-z]“ pro malá písmena.
💡Tip: Chcete-li si projít veškeré existující znaky či konstrukce, prohlédněte si velký přehled regulárních výrazů, který obsahuje přehledné tabulky.
Zdroj: ChatGPT, DALL-E
Použití regulárních výrazů
V praxi se regulární výrazy používají zejména k:
- vyhledávání a nahrazování textu v textových editorech a nástrojích pro vyhledávání,
- validaci vstupu, kdy se ověřuje formát vstupních dat, jako jsou e-mailové adresy nebo telefonní čísla,
- analýze a zpracování textu, kdy pomáhají při analýze logů, zpracování dat a web scrapingu,
- skriptování a jsou integrovány do mnoha programovacích jazyků, jako je Python, JavaScript nebo Java,
- rozpoznávání vzorů škodlivého chování,a jsou tedy součástí bezpečnostních aplikací.
Praktické příklady aplikace regulárních výrazů
- Vyhledávání slov: Regulární výraz hello najde všechny výskyty slova „hello“.
- Validace e-mailové adresy: Výraz jako ^\S+@\S+\.\S+$ se používá k ověření e-mailové adresy.
- Čištění dat: Regex lze také použít k odstranění nežádoucích znaků z textových dat.
Limity a nevýhody regulárních výrazů
Přestože jsou regulární výrazy mimořádně užitečné, v některých případech jsou zdrojem chyb a komplikací. Zpravidla složité výrazy bývají obtížně čitelné a náchylné k chybám. Navíc jsou některé typy vzorů pro regex obtížné nebo zcela nezpracovatelné, jako jsou například vnořené struktury nebo nekonečné opakování. Limity regulárních výrazů tedy zahrnují kupříkladu následující body.
- Složitost: Složitější vzory mohou být těžko čitelné a obtížné udržovat.
- Výkon: Výrazy, které jsou příliš obecné nebo komplikované, mohou vést k pomalému zpracování.
- Rozdíly mezi implementacemi: Regulární výrazy se mohou mírně lišit v různých programovacích jazycích a nástrojích.
Regulární výrazy jsou neocenitelným nástrojem pro každého, kdo pracuje s textem, ať už jde o programátory, analytiky dat, nebo správce systémů. Jejich schopnost rychle a efektivně manipulovat s textem a provádět složité vyhledávání činí z regexu klíčový nástroj v mnoha oblastech IT a datové analýzy. Výzvou zůstává naučit se regex efektivně používat a rozumět jeho omezením.
Autor: SEOPRAKTICKY.CZ
Použité zdroje
- What is a Regex (Regular Expression)? [online]. [cit. 19. 11. 2023]. Dostupné z: https://www.computerhope.com/jargon/r/regex.htm
- How to write Regular Expressions? – GeeksforGeeks [online]. [cit. 19. 11. 2023]. Dostupné z: https://www.geeksforgeeks.org/write-regular-expressions/
- Everything you need to know about Regular Expressions [online]. [cit. 19. 11. 2023]. Dostupné z: https://towardsdatascience.com/everything-you-need-to-know-about-regular-expressions-8f622fe10b03
- Regular Expressions [online]. [cit. 19. 11. 2023]. Dostupné z: https://pubs.opengroup.org/onlinepubs/7908799/xbd/re.html
- Predefined Character Classes [online]. [cit. 20. 11. 2023]. Dostupné z: https://chortle.ccsu.edu/finiteautomata/Section09/sect09_2.html
- Regular Expression Language – Quick Reference – .NET | Microsoft Learn [online]. [cit. 29. 11. 2023]. Dostupné z: https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/standard/base-types/regular-expression-language-quick-reference
- Regulární výrazy (C++) | Microsoft Learn [online]. [cit. 29. 11. 2023]. Dostupné z: https://learn.microsoft.com/cs-cz/cpp/standard-library/regular-expressions-cpp?view=msvc-170
