Clarify C<crypt> documentation
[p5sagit/p5-mst-13.2.git] / pod / perlre.pod
1 =head1 NAME
2
3 perlre - Perl regular expressions
4
5 =head1 DESCRIPTION
6
7 This page describes the syntax of regular expressions in Perl.  For a
8 description of how to I<use> regular expressions in matching
9 operations, plus various examples of the same, see C<m//> and C<s///> in
10 L<perlop>.
11
12 The matching operations can
13 have various modifiers, some of which relate to the interpretation of
14 the regular expression inside.  These are:
15
16 =over 4
17
18 =item i
19
20 Do case-insensitive pattern matching.
21
22 If C<use locale> is in effect, the case map is taken from the current
23 locale.  See L<perllocale>.
24
25 =item m   
26
27 Treat string as multiple lines.  That is, change "^" and "$" from matching
28 at only the very start or end of the string to the start or end of any
29 line anywhere within the string,
30
31 =item s   
32
33 Treat string as single line.  That is, change "." to match any character
34 whatsoever, even a newline, which it normally would not match.
35
36 =item x   
37
38 Extend your pattern's legibility by permitting whitespace and comments.
39
40 =back
41
42 These are usually written as "the C</x> modifier", even though the delimiter
43 in question might not actually be a slash.  In fact, any of these
44 modifiers may also be embedded within the regular expression itself using
45 the new C<(?...)> construct.  See below.
46
47 The C</x> modifier itself needs a little more explanation.  It tells
48 the regular expression parser to ignore whitespace that is neither
49 backslashed nor within a character class.  You can use this to break up
50 your regular expression into (slightly) more readable parts.  The C<#>
51 character is also treated as a meta-character introducing a comment,
52 just as in ordinary Perl code.  This also means that if you want real
53 whitespace or C<#> characters in the pattern that you'll have to either
54 escape them or encode them using octal or hex escapes.  Taken together,
55 these features go a long way towards making Perl's regular expressions
56 more readable.  See the C comment deletion code in L<perlop>.
57
58 =head2 Regular Expressions
59
60 The patterns used in pattern matching are regular expressions such as
61 those supplied in the Version 8 regexp routines.  (In fact, the
62 routines are derived (distantly) from Henry Spencer's freely
63 redistributable reimplementation of the V8 routines.)
64 See L<Version 8 Regular Expressions> for details.
65
66 In particular the following metacharacters have their standard I<egrep>-ish
67 meanings:
68
69     \   Quote the next meta-character
70     ^   Match the beginning of the line
71     .   Match any character (except newline)
72     $   Match the end of the line (or before newline at the end)
73     |   Alternation
74     ()  Grouping
75     []  Character class
76
77 By default, the "^" character is guaranteed to match at only the
78 beginning of the string, the "$" character at only the end (or before the
79 newline at the end) and Perl does certain optimizations with the
80 assumption that the string contains only one line.  Embedded newlines
81 will not be matched by "^" or "$".  You may, however, wish to treat a
82 string as a multi-line buffer, such that the "^" will match after any
83 newline within the string, and "$" will match before any newline.  At the
84 cost of a little more overhead, you can do this by using the /m modifier
85 on the pattern match operator.  (Older programs did this by setting C<$*>,
86 but this practice is now deprecated.)
87
88 To facilitate multi-line substitutions, the "." character never matches a
89 newline unless you use the C</s> modifier, which in effect tells Perl to pretend
90 the string is a single line--even if it isn't.  The C</s> modifier also
91 overrides the setting of C<$*>, in case you have some (badly behaved) older
92 code that sets it in another module.
93
94 The following standard quantifiers are recognized:
95
96     *      Match 0 or more times
97     +      Match 1 or more times
98     ?      Match 1 or 0 times
99     {n}    Match exactly n times
100     {n,}   Match at least n times
101     {n,m}  Match at least n but not more than m times
102
103 (If a curly bracket occurs in any other context, it is treated
104 as a regular character.)  The "*" modifier is equivalent to C<{0,}>, the "+"
105 modifier to C<{1,}>, and the "?" modifier to C<{0,1}>.  n and m are limited
106 to integral values less than 65536.
107
108 By default, a quantified sub-pattern is "greedy", that is, it will match as
109 many times as possible without causing the rest of the pattern not to match.  
110 The standard quantifiers are all "greedy", in that they match as many
111 occurrences as possible (given a particular starting location) without
112 causing the pattern to fail.  If you want it to match the minimum number
113 of times possible, follow the quantifier with a "?" after any of them.
114 Note that the meanings don't change, just the "gravity":
115
116     *?     Match 0 or more times
117     +?     Match 1 or more times
118     ??     Match 0 or 1 time
119     {n}?   Match exactly n times
120     {n,}?  Match at least n times
121     {n,m}? Match at least n but not more than m times
122
123 Because patterns are processed as double quoted strings, the following
124 also work:
125
126     \t          tab                   (HT, TAB)
127     \n          newline               (LF, NL)
128     \r          return                (CR)
129     \f          form feed             (FF)
130     \a          alarm (bell)          (BEL)
131     \e          escape (think troff)  (ESC)
132     \033        octal char (think of a PDP-11)
133     \x1B        hex char
134     \c[         control char
135     \l          lowercase next char (think vi)
136     \u          uppercase next char (think vi)
137     \L          lowercase till \E (think vi)
138     \U          uppercase till \E (think vi)
139     \E          end case modification (think vi)
140     \Q          quote regexp metacharacters till \E
141
142 If C<use locale> is in effect, the case map used by C<\l>, C<\L>, C<\u>
143 and <\U> is taken from the current locale.  See L<perllocale>.
144
145 In addition, Perl defines the following:
146
147     \w  Match a "word" character (alphanumeric plus "_")
148     \W  Match a non-word character
149     \s  Match a whitespace character
150     \S  Match a non-whitespace character
151     \d  Match a digit character
152     \D  Match a non-digit character
153
154 Note that C<\w> matches a single alphanumeric character, not a whole
155 word.  To match a word you'd need to say C<\w+>.  If C<use locale> is in
156 effect, the list of alphabetic characters generated by C<\w> is taken
157 from the current locale.  See L<perllocale>. You may use C<\w>, C<\W>,
158 C<\s>, C<\S>, C<\d>, and C<\D> within character classes (though not as
159 either end of a range).
160
161 Perl defines the following zero-width assertions:
162
163     \b  Match a word boundary
164     \B  Match a non-(word boundary)
165     \A  Match at only beginning of string
166     \Z  Match at only end of string (or before newline at the end)
167     \G  Match only where previous m//g left off
168
169 A word boundary (C<\b>) is defined as a spot between two characters that
170 has a C<\w> on one side of it and and a C<\W> on the other side of it (in
171 either order), counting the imaginary characters off the beginning and
172 end of the string as matching a C<\W>.  (Within character classes C<\b>
173 represents backspace rather than a word boundary.)  The C<\A> and C<\Z> are
174 just like "^" and "$" except that they won't match multiple times when the
175 C</m> modifier is used, while "^" and "$" will match at every internal line
176 boundary.  To match the actual end of the string, not ignoring newline,
177 you can use C<\Z(?!\n)>.  The C<\G> assertion can be used to mix global
178 matches (using C<m//g>) and non-global ones, as described in 
179 L<perlop/"Regexp Quote-Like Operators">.
180 It is also useful when writing C<lex>-like scanners, when you have several
181 regexps which you want to match against consequent substrings of your
182 string, see the previous reference.
183 The actual location where C<\G> will match can also be influenced
184 by using C<pos()> as an lvalue.  See L<perlfunc/pos>.
185
186 When the bracketing construct C<( ... )> is used, \E<lt>digitE<gt> matches the
187 digit'th substring.  Outside of the pattern, always use "$" instead of "\"
188 in front of the digit.  (While the \E<lt>digitE<gt> notation can on rare occasion work
189 outside the current pattern, this should not be relied upon.  See the
190 WARNING below.) The scope of $E<lt>digitE<gt> (and C<$`>, C<$&>, and C<$'>)
191 extends to the end of the enclosing BLOCK or eval string, or to the next
192 successful pattern match, whichever comes first.  If you want to use
193 parentheses to delimit a subpattern (e.g., a set of alternatives) without
194 saving it as a subpattern, follow the ( with a ?:.
195
196 You may have as many parentheses as you wish.  If you have more
197 than 9 substrings, the variables $10, $11, ... refer to the
198 corresponding substring.  Within the pattern, \10, \11, etc. refer back
199 to substrings if there have been at least that many left parentheses before
200 the backreference.  Otherwise (for backward compatibility) \10 is the
201 same as \010, a backspace, and \11 the same as \011, a tab.  And so
202 on.  (\1 through \9 are always backreferences.)
203
204 C<$+> returns whatever the last bracket match matched.  C<$&> returns the
205 entire matched string.  (C<$0> used to return the same thing, but not any
206 more.)  C<$`> returns everything before the matched string.  C<$'> returns
207 everything after the matched string.  Examples:
208
209     s/^([^ ]*) *([^ ]*)/$2 $1/;     # swap first two words
210
211     if (/Time: (..):(..):(..)/) {
212         $hours = $1;
213         $minutes = $2;
214         $seconds = $3;
215     }
216
217 You will note that all backslashed metacharacters in Perl are
218 alphanumeric, such as C<\b>, C<\w>, C<\n>.  Unlike some other regular expression
219 languages, there are no backslashed symbols that aren't alphanumeric.
220 So anything that looks like \\, \(, \), \E<lt>, \E<gt>, \{, or \} is always
221 interpreted as a literal character, not a meta-character.  This makes it
222 simple to quote a string that you want to use for a pattern but that
223 you are afraid might contain metacharacters.  Quote simply all the
224 non-alphanumeric characters:
225
226     $pattern =~ s/(\W)/\\$1/g;
227
228 You can also use the built-in quotemeta() function to do this.
229 An even easier way to quote metacharacters right in the match operator
230 is to say
231
232     /$unquoted\Q$quoted\E$unquoted/
233
234 Perl defines a consistent extension syntax for regular expressions.
235 The syntax is a pair of parentheses with a question mark as the first
236 thing within the parentheses (this was a syntax error in older
237 versions of Perl).  The character after the question mark gives the
238 function of the extension.  Several extensions are already supported:
239
240 =over 10
241
242 =item (?#text)
243
244 A comment.  The text is ignored.  If the C</x> switch is used to enable
245 whitespace formatting, a simple C<#> will suffice.
246
247 =item (?:regexp)
248
249 This groups things like "()" but doesn't make backreferences like "()" does.  So
250
251     split(/\b(?:a|b|c)\b/)
252
253 is like
254
255     split(/\b(a|b|c)\b/)
256
257 but doesn't spit out extra fields.
258
259 =item (?=regexp)
260
261 A zero-width positive lookahead assertion.  For example, C</\w+(?=\t)/>
262 matches a word followed by a tab, without including the tab in C<$&>.
263
264 =item (?!regexp)
265
266 A zero-width negative lookahead assertion.  For example C</foo(?!bar)/>
267 matches any occurrence of "foo" that isn't followed by "bar".  Note
268 however that lookahead and lookbehind are NOT the same thing.  You cannot
269 use this for lookbehind: C</(?!foo)bar/> will not find an occurrence of
270 "bar" that is preceded by something which is not "foo".  That's because
271 the C<(?!foo)> is just saying that the next thing cannot be "foo"--and
272 it's not, it's a "bar", so "foobar" will match.  You would have to do
273 something like C</(?!foo)...bar/> for that.   We say "like" because there's
274 the case of your "bar" not having three characters before it.  You could
275 cover that this way: C</(?:(?!foo)...|^..?)bar/>.  Sometimes it's still
276 easier just to say:
277
278     if (/foo/ && $` =~ /bar$/)
279
280
281 =item (?imsx)
282
283 One or more embedded pattern-match modifiers.  This is particularly
284 useful for patterns that are specified in a table somewhere, some of
285 which want to be case sensitive, and some of which don't.  The case
286 insensitive ones need to include merely C<(?i)> at the front of the
287 pattern.  For example:
288
289     $pattern = "foobar";
290     if ( /$pattern/i )
291
292     # more flexible:
293
294     $pattern = "(?i)foobar";
295     if ( /$pattern/ )
296
297 =back
298
299 The specific choice of question mark for this and the new minimal
300 matching construct was because 1) question mark is pretty rare in older
301 regular expressions, and 2) whenever you see one, you should stop
302 and "question" exactly what is going on.  That's psychology...
303
304 =head2 Backtracking
305
306 A fundamental feature of regular expression matching involves the notion
307 called I<backtracking>.  which is used (when needed) by all regular
308 expression quantifiers, namely C<*>, C<*?>, C<+>, C<+?>, C<{n,m}>, and
309 C<{n,m}?>.
310
311 For a regular expression to match, the I<entire> regular expression must
312 match, not just part of it.  So if the beginning of a pattern containing a
313 quantifier succeeds in a way that causes later parts in the pattern to
314 fail, the matching engine backs up and recalculates the beginning
315 part--that's why it's called backtracking.
316
317 Here is an example of backtracking:  Let's say you want to find the
318 word following "foo" in the string "Food is on the foo table.":
319
320     $_ = "Food is on the foo table.";
321     if ( /\b(foo)\s+(\w+)/i ) {
322         print "$2 follows $1.\n";
323     }
324
325 When the match runs, the first part of the regular expression (C<\b(foo)>)
326 finds a possible match right at the beginning of the string, and loads up
327 $1 with "Foo".  However, as soon as the matching engine sees that there's
328 no whitespace following the "Foo" that it had saved in $1, it realizes its
329 mistake and starts over again one character after where it had had the
330 tentative match.  This time it goes all the way until the next occurrence
331 of "foo". The complete regular expression matches this time, and you get
332 the expected output of "table follows foo."
333
334 Sometimes minimal matching can help a lot.  Imagine you'd like to match
335 everything between "foo" and "bar".  Initially, you write something
336 like this:
337
338     $_ =  "The food is under the bar in the barn.";
339     if ( /foo(.*)bar/ ) {
340         print "got <$1>\n";
341     }
342
343 Which perhaps unexpectedly yields:
344
345   got <d is under the bar in the >
346
347 That's because C<.*> was greedy, so you get everything between the
348 I<first> "foo" and the I<last> "bar".  In this case, it's more effective
349 to use minimal matching to make sure you get the text between a "foo"
350 and the first "bar" thereafter.
351
352     if ( /foo(.*?)bar/ ) { print "got <$1>\n" }
353   got <d is under the >
354
355 Here's another example: let's say you'd like to match a number at the end
356 of a string, and you also want to keep the preceding part the match.
357 So you write this:
358
359     $_ = "I have 2 numbers: 53147";
360     if ( /(.*)(\d*)/ ) {                                # Wrong!
361         print "Beginning is <$1>, number is <$2>.\n";
362     }
363
364 That won't work at all, because C<.*> was greedy and gobbled up the
365 whole string. As C<\d*> can match on an empty string the complete
366 regular expression matched successfully.
367
368     Beginning is <I have 2 numbers: 53147>, number is <>.
369
370 Here are some variants, most of which don't work:
371
372     $_ = "I have 2 numbers: 53147";
373     @pats = qw{
374         (.*)(\d*)
375         (.*)(\d+)
376         (.*?)(\d*)
377         (.*?)(\d+)
378         (.*)(\d+)$
379         (.*?)(\d+)$
380         (.*)\b(\d+)$
381         (.*\D)(\d+)$
382     };
383
384     for $pat (@pats) {
385         printf "%-12s ", $pat;
386         if ( /$pat/ ) {
387             print "<$1> <$2>\n";
388         } else {
389             print "FAIL\n";
390         }
391     }
392
393 That will print out:
394
395     (.*)(\d*)    <I have 2 numbers: 53147> <>
396     (.*)(\d+)    <I have 2 numbers: 5314> <7>
397     (.*?)(\d*)   <> <>
398     (.*?)(\d+)   <I have > <2>
399     (.*)(\d+)$   <I have 2 numbers: 5314> <7>
400     (.*?)(\d+)$  <I have 2 numbers: > <53147>
401     (.*)\b(\d+)$ <I have 2 numbers: > <53147>
402     (.*\D)(\d+)$ <I have 2 numbers: > <53147>
403
404 As you see, this can be a bit tricky.  It's important to realize that a
405 regular expression is merely a set of assertions that gives a definition
406 of success.  There may be 0, 1, or several different ways that the
407 definition might succeed against a particular string.  And if there are
408 multiple ways it might succeed, you need to understand backtracking to know which variety of success you will achieve.
409
410 When using lookahead assertions and negations, this can all get even
411 tricker.  Imagine you'd like to find a sequence of non-digits not 
412 followed by "123".  You might try to write that as
413
414         $_ = "ABC123";
415         if ( /^\D*(?!123)/ ) {                          # Wrong!
416             print "Yup, no 123 in $_\n";
417         }
418
419 But that isn't going to match; at least, not the way you're hoping.  It
420 claims that there is no 123 in the string.  Here's a clearer picture of
421 why it that pattern matches, contrary to popular expectations:
422
423     $x = 'ABC123' ;
424     $y = 'ABC445' ;
425
426     print "1: got $1\n" if $x =~ /^(ABC)(?!123)/ ;
427     print "2: got $1\n" if $y =~ /^(ABC)(?!123)/ ;
428
429     print "3: got $1\n" if $x =~ /^(\D*)(?!123)/ ;
430     print "4: got $1\n" if $y =~ /^(\D*)(?!123)/ ;
431
432 This prints
433
434     2: got ABC
435     3: got AB
436     4: got ABC
437
438 You might have expected test 3 to fail because it seems to a more
439 general purpose version of test 1.  The important difference between
440 them is that test 3 contains a quantifier (C<\D*>) and so can use
441 backtracking, whereas test 1 will not.  What's happening is
442 that you've asked "Is it true that at the start of $x, following 0 or more
443 non-digits, you have something that's not 123?"  If the pattern matcher had
444 let C<\D*> expand to "ABC", this would have caused the whole pattern to
445 fail.  
446 The search engine will initially match C<\D*> with "ABC".  Then it will
447 try to match C<(?!123> with "123" which, of course, fails.  But because
448 a quantifier (C<\D*>) has been used in the regular expression, the
449 search engine can backtrack and retry the match differently
450 in the hope of matching the complete regular expression.  
451
452 Well now, 
453 the pattern really, I<really> wants to succeed, so it uses the
454 standard regexp back-off-and-retry and lets C<\D*> expand to just "AB" this
455 time.  Now there's indeed something following "AB" that is not
456 "123".  It's in fact "C123", which suffices.
457
458 We can deal with this by using both an assertion and a negation.  We'll
459 say that the first part in $1 must be followed by a digit, and in fact, it
460 must also be followed by something that's not "123".  Remember that the
461 lookaheads are zero-width expressions--they only look, but don't consume
462 any of the string in their match.  So rewriting this way produces what
463 you'd expect; that is, case 5 will fail, but case 6 succeeds:
464
465     print "5: got $1\n" if $x =~ /^(\D*)(?=\d)(?!123)/ ;
466     print "6: got $1\n" if $y =~ /^(\D*)(?=\d)(?!123)/ ;
467
468     6: got ABC
469
470 In other words, the two zero-width assertions next to each other work like
471 they're ANDed together, just as you'd use any builtin assertions:  C</^$/>
472 matches only if you're at the beginning of the line AND the end of the
473 line simultaneously.  The deeper underlying truth is that juxtaposition in
474 regular expressions always means AND, except when you write an explicit OR
475 using the vertical bar.  C</ab/> means match "a" AND (then) match "b",
476 although the attempted matches are made at different positions because "a"
477 is not a zero-width assertion, but a one-width assertion.
478
479 One warning: particularly complicated regular expressions can take
480 exponential time to solve due to the immense number of possible ways they
481 can use backtracking to try match.  For example this will take a very long
482 time to run
483
484     /((a{0,5}){0,5}){0,5}/
485
486 And if you used C<*>'s instead of limiting it to 0 through 5 matches, then
487 it would take literally forever--or until you ran out of stack space.
488
489 =head2 Version 8 Regular Expressions
490
491 In case you're not familiar with the "regular" Version 8 regexp
492 routines, here are the pattern-matching rules not described above.
493
494 Any single character matches itself, unless it is a I<meta-character>
495 with a special meaning described here or above.  You can cause
496 characters which normally function as metacharacters to be interpreted
497 literally by prefixing them with a "\" (e.g., "\." matches a ".", not any
498 character; "\\" matches a "\").  A series of characters matches that
499 series of characters in the target string, so the pattern C<blurfl>
500 would match "blurfl" in the target string.
501
502 You can specify a character class, by enclosing a list of characters
503 in C<[]>, which will match any one of the characters in the list.  If the
504 first character after the "[" is "^", the class matches any character not
505 in the list.  Within a list, the "-" character is used to specify a
506 range, so that C<a-z> represents all the characters between "a" and "z",
507 inclusive.
508
509 Characters may be specified using a meta-character syntax much like that
510 used in C: "\n" matches a newline, "\t" a tab, "\r" a carriage return,
511 "\f" a form feed, etc.  More generally, \I<nnn>, where I<nnn> is a string
512 of octal digits, matches the character whose ASCII value is I<nnn>.
513 Similarly, \xI<nn>, where I<nn> are hexadecimal digits, matches the
514 character whose ASCII value is I<nn>. The expression \cI<x> matches the
515 ASCII character control-I<x>.  Finally, the "." meta-character matches any
516 character except "\n" (unless you use C</s>).
517
518 You can specify a series of alternatives for a pattern using "|" to
519 separate them, so that C<fee|fie|foe> will match any of "fee", "fie",
520 or "foe" in the target string (as would C<f(e|i|o)e>).  Note that the
521 first alternative includes everything from the last pattern delimiter
522 ("(", "[", or the beginning of the pattern) up to the first "|", and
523 the last alternative contains everything from the last "|" to the next
524 pattern delimiter.  For this reason, it's common practice to include
525 alternatives in parentheses, to minimize confusion about where they
526 start and end.  Note however that "|" is interpreted as a literal with
527 square brackets, so if you write C<[fee|fie|foe]> you're really only
528 matching C<[feio|]>.
529
530 Within a pattern, you may designate sub-patterns for later reference by
531 enclosing them in parentheses, and you may refer back to the I<n>th
532 sub-pattern later in the pattern using the meta-character \I<n>.
533 Sub-patterns are numbered based on the left to right order of their
534 opening parenthesis.  Note that a backreference matches whatever
535 actually matched the sub-pattern in the string being examined, not the
536 rules for that sub-pattern.  Therefore, C<(0|0x)\d*\s\1\d*> will
537 match "0x1234 0x4321",but not "0x1234 01234", because sub-pattern 1
538 actually matched "0x", even though the rule C<0|0x> could
539 potentially match the leading 0 in the second number.
540
541 =head2 WARNING on \1 vs $1
542
543 Some people get too used to writing things like
544
545     $pattern =~ s/(\W)/\\\1/g;
546
547 This is grandfathered for the RHS of a substitute to avoid shocking the
548 B<sed> addicts, but it's a dirty habit to get into.  That's because in
549 PerlThink, the righthand side of a C<s///> is a double-quoted string.  C<\1> in
550 the usual double-quoted string means a control-A.  The customary Unix
551 meaning of C<\1> is kludged in for C<s///>.  However, if you get into the habit
552 of doing that, you get yourself into trouble if you then add an C</e>
553 modifier.
554
555     s/(\d+)/ \1 + 1 /eg;
556
557 Or if you try to do
558
559     s/(\d+)/\1000/;
560
561 You can't disambiguate that by saying C<\{1}000>, whereas you can fix it with
562 C<${1}000>.  Basically, the operation of interpolation should not be confused
563 with the operation of matching a backreference.  Certainly they mean two
564 different things on the I<left> side of the C<s///>.