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