Programmierkurs f

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Programmierkurs für absolute Anfänger
? Reguläre Ausdrücke / regular expressions
Caren Brinckmann Sommersemester 2005

• http//www.coli.uni-saarland.de/cabr/teaching.php

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Wozu braucht man das? (1)
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Wozu braucht man das? (2)

• if ((laut eq "p") (laut eq "t") (laut eq
  "k") (laut eq "b") (laut eq "d")
  (laut eq "g"))
• print "laut ist ein Plosiv!"
• kürzer
• if (laut /ptkbdg/)
• print "laut ist ein Plosiv!"

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Was sind reguläre Ausdrücke? (1)

• Reguläre Ausdrücke (RA) sind genau definierte
  Suchmuster für Zeichenfolgen (d.h. einzelne
  Zeichen und Zeichenketten).
• Mit RA kann man nach Zeichenfolgen suchen, die
  dem jeweiligen Suchmuster entsprechen, und sie
  weiterverarbeiten (ersetzen, umformatieren,
  konkatenieren, ...).
• Außerdem kann man Bedingungen in Programmen an
  reguläre Ausdrücke knüpfen.
• if (laut /ptkbdg/)
• print "laut ist ein Plosiv!"

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Was sind reguläre Ausdrücke? (2)

• Ein RA ist also eine Beschreibung, die auf eine
  ganze Menge von Zeichenfolgen passt.
• Was bedeutet das konkret? Am besten lernen durch
  viele Beispiele!
• Wo werden RA in der Praxis eingesetzt?
• UNIX-Kommandozeilentools grep, sed, awk, ...
• Texteditoren XEmacs, TextPad, ...
• Programmiersprachen Perl, Python, Java, ...
• Shells (eingeschränkt) bash, Windows-Konsole,
  ...

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Einfache RA in Perl

• Ein RA wird in Perl zwischen zwei Schrägstriche
  eingeschlossen /a/
• Wenn ein RA auf eine Zeichenfolge passt, so sagt
  man auch der reguläre Ausdruck matcht die
  Zeichenfolge.Bsp /a/ matcht die Zeichenfolge
  "a" aber auch das 'a' in "Hallo".
• Zeichen- und Zeichenkettenliterale
• /a/ Alabama liegt in Amerika.
• /a / Alabama liegt in Amerika.
• /haben/ Wir haben keinen Zucker mehr. Haben Sie
  welchen?
• Leerzeichen und Groß-/Kleinschreibung beachten!

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Matching Operator

• Um einen regulären Ausdruck mit einer
  Zeichenkette zu vergleichen, benötigt man den
  sogenannten Matching Operator
• wort "Hans"
• if (wort /an/)
• print "match!\n"
• else
• print "kein match!\n"

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Sonderzeichen

• Ein RA besteht aus Literalen (also wörtlich zu
  interpretierenden Zeichen und Zeichenketten), und
  aus folgenden Sonderzeichen, die eine spezielle
  Bedeutung haben
• \ . ? ( )
• D.h., wenn eins dieser Sonderzeichen wörtlich
  gesucht werden soll, so muss es mit einem
  vorangestellten \ (backslash) "entwertet" werden,
  z.B./2\/ matcht Das kostet 2./2/ matcht
  nicht Das kostet 2.
• Übung 2 ja? 2.3 (oder?) \abc\

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Sonderzeichen Wildcard .

• Der Punkt . steht für genau ein beliebiges
  Zeichen (Ausnahme Zeilentrennzeichen \n).
• /a./ Maria mag Anna
• Übung /mar.o/ matcht welche Teile?
• marco, amarzo, marsio, Mario, amar ono, schmargo,
  ammarkoni, marrko
• Übung Konstruiere einen regulären Ausdruck, der
  auf alle Zeichenketten unter a) passt (also
  Zeichenkettenteile matcht), aber keine der
  Zeichenketten unter b) akzeptiert
• pit b) pt
• spot Pot
• spate peat
• slap two part
• respite

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Sonderzeichen Positionsmarker und

• Das Caret-Zeichen steht für den Anfang einer
  Zeichenkette.
• Das Dollar-Zeichen steht für das Ende einer
  Zeichenkette.
• /Henning/ matcht Henning Meier
• /Henning/ matcht nicht Meier Henning
• /Henning/ matcht nicht Henning Meier
• /Henning/ matcht Meier Henning

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Sonderzeichen Beispiel (1)
druck1.pl
text1.txt

• while (zeile ltSTDINgt)
• if (zeile /Wir/)
• print zeile

• Wir wollen Eis essen.
• Das hat keine Wirkung.
• Wirkungsgrad ist Null.

Aufruf perl w druck1.pl lt text1.txt Ausgabe?
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Sonderzeichen Beispiel (2)
druck2.pl
text2.txt

• while (zeile ltSTDINgt)
• if (zeile /ung\./)
• print zeile

• Die Bedienung kommt.
• Das hat keine Wirkung.
• Keine Ahnung!

Aufruf perl w druck2.pl lt text2.txt Ausgabe?
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Sonderzeichen Wiederholungen ?

• ? bedeutet, dass das vorhergehende Zeichen
  keinmal oder einmal vorkommen kann (also
  höchstens einmal)
• /hal?o/ matcht hao halo zhaloxxx
• /hal?o/ matcht nicht hallo
• bedeutet, dass das vorhergehende Zeichen einmal
  oder mehrmals vorkommen kann (also mindestens
  einmal)
• /halo/ matcht halo hallo halllo zhalllllloxxx
• /halo/ matcht nicht hao
• bedeutet, dass das vorhergehende Zeichen
  keinmal oder beliebig häufig vorkommen kann
• /halo/ matcht hao halo hallo zhalllllloxxx

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Sonderzeichen Beispiel (3)
druck3.pl
text3.txt

• while (zeile ltSTDINgt)
• if (zeile /Ale/)
• print zeile

• Alle trinken Bier.
• Briten trinken Ale.
• Alte Hasen!

Aufruf perl w druck3.pl lt text3.txt Ausgabe?
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Sonderzeichen Beispiel (4)
druck4.pl
text4.txt

• while (zeile ltSTDINgt)
• if (zeile /Alt?e/)
• print zeile

• Alle trinken Bier.
• Briten trinken Ale.
• Alte Hasen!
• Frau Aterer kommt.

Aufruf perl w druck4.pl lt text4.txt Ausgabe?
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Sonderzeichen Beispiel (5)
druck5.pl
text5.txt

• while (zeile ltSTDINgt)
• if (zeile /./)
• print zeile

• Alle trinken Bier.
• Briten trinken Ale.
• Alte Hasen!

Aufruf perl w druck5.pl lt text5.txt Ausgabe?
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Sonderzeichen Wiederholungen

• Die geschweiften Klammern werden benutzt, um
• eine exakte Anzahl n
• eine Mindestanzahl n,
• eine Mindest- und eine Höchstanzahl n,m
• von Zeichenwiederholungen zu suchen.
• /hal2o/ matcht xhalloy/hal2o/ matcht
  nicht xhallloy halo
• /hal2,o/ matcht hallo halllllox/hal2,o/ match
  t nicht hao halo
• /hal2,3o/ matcht hallo halllox/hal2,3o/ match
  t nicht halo hallllox

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Zusammenfassung Sonderzeichen Wiederholungen

• keinmal oder beliebig oft
• mindestens einmal
• ? höchstens einmal
• n genau n-mal
• n, mindestens n-mal
• n,m mindestens n-mal, aber maximal m-mal
• Äquivalenzen
• ist äquivalent zu 0,
• ist äquivalent zu 1,
• ? ist äquivalent zu 0,1

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Übung

• 1) abc 2) ac 3) abbb
• 4) bbc 5) aabcd 6) b
• Welche Zeichenketten(teile) werden jeweils
  gematcht?
• /abc?/
• /a?bc/
• /bc/
• /bc/
• /a.b?c/
• /b2,c?/
• /a1,2b.?d/

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Gruppierung ( )

• Mehrere Zeichen können mit runden Klammern
  gruppiert werden.
• Dadurch ist es möglich, die Wiederholungssonderzei
  chen nicht nur auf einzelne Zeichen, sondern auch
  auf Zeichenketten und eingebettete RA anzuwenden.
• /(ro)/ matcht robo, rororo, brorok
• /h(al)lo/ matcht hlo, hhalallo, halloi
• /ha(ll)?o/ matcht hao, hallo, ahaoi
• /(h?a)lo/ matcht haahalo, aaalo, hahahalo, alo,
  halo

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Übung

• Welche der folgenden Zeichenketten wird von
  /a(ab)a/ gematcht?
• 1) abababa
• 2) aaba
• 3) aabbaa
• 4) aba
• 5) aabababa

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Alternative Zeichenketten

• Mit dem Pipe-Zeichen kann man mehrere
  alternative Zeichenketten angeben.
• /(HerrFrau) Mayer/ matcht Herr Mayer, Frau Mayer
• /A(nnll)e/ matcht Anne, Alle
• /HundKatzeMaus/ matcht Hund, Katzen, Mausi

if (wort /(beentergemissverzer)/)
print "wort beginnt mit einem Präfix!"
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Zeichenmenge

• Eine Menge von Zeichen in eckigen Klammern
  bedeutet, dass genau eins dieser Zeichen gesucht
  wird (egal welches).
• /marcklo/ matcht marco, marko, marlo
• matcht nicht marcko, marmo
• /Maeiyer/ matcht Maier, Mayer, Meier, Meyer
• /aln2e/ matcht alle, anne, alne, anle

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Zeichenbereich -

• Wenn genau ein Zeichen aus einem Zeichenbereich
  oder eine Ziffer aus einem Ziffernbereich gesucht
  wird, so verwendet man den Bindestrich in eckigen
  Klammern.
• /ak-na/ matcht aka, ala, ama, ana
• /A-Za-z/ matcht alle Zeichenketten mit
  einem Großbuchstaben gefolgt von mindestens
  einem Kleinbuchstaben
• /0-95/ matcht alle fünfstelligen
  Dezimalzahlen (auch mit führenden Nullen)

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Übung

• Welche der folgenden Zeichenketten wird von
  /A-Za-z \.\?!/ gematcht?
• Lauf!
• Der Gärtner mäht den Rasen.
• Wie lange warst Du in Rotenburg/Wuemme?
• Lisa sucht den Ball.
• Hast Du schon abgewaschen?
• Ich glaube ich spinne!?

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Negation einer Zeichenauswahl

• Wenn am Anfang einer Zeichenmenge oder eines
  Zeichenbereichs das Caret-Zeichen steht, so
  wird jedes Zeichen gematcht, das nicht zu der
  Menge bzw. dem Bereich gehört.
• Das Caret-Zeichen hat also zwei Bedeutungen!
• /amnla/ matcht aga, a a, a9a, mara
• matcht nicht ama, ana, ala
• /a-za/ matcht Mama, Larifari
• matcht nicht mama, alari, aMama

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Nachlesen und Ausprobieren!

• http//www.tekromancer.com/perl2/7.html
• http//gnosis.cx/publish/programming/regular_expre
  ssions.html
• http//www.itri.brighton.ac.uk/ARCHIVE/courses/MSc
  Lex/exercises/regex/
• http//www.regular-expressions.info/quickstart.htm
  l
• http//www.ifi.unizh.ch/cl/siclemat/lehre/ss01/pcl
  2/regextut