document xsubpp SCOPE:
[p5sagit/p5-mst-13.2.git] / pod / perlre.pod
index 7f63501..6d21a65 100644 (file)
@@ -4,15 +4,19 @@ perlre - Perl regular expressions
 
 =head1 DESCRIPTION
 
-For a description of how to use regular expressions in matching
-operations, see C<m//> and C<s///> in L<perlop>.  The matching operations can
+This page describes the syntax of regular expressions in Perl.  For a
+description of how to actually I<use> regular expressions in matching
+operations, plus various examples of the same, see C<m//> and C<s///> in
+L<perlop>.
+
+The matching operations can
 have various modifiers, some of which relate to the interpretation of
 the regular expression inside.  These are:
 
     i   Do case-insensitive pattern matching.
     m   Treat string as multiple lines.
     s   Treat string as single line.
-    x   Use extended regular expressions.
+    x   Extend your pattern's legibility with whitespace and comments.
 
 These are usually written as "the C</x> modifier", even though the delimiter
 in question might not actually be a slash.  In fact, any of these
@@ -42,7 +46,7 @@ meanings:
     \  Quote the next metacharacter
     ^  Match the beginning of the line
     .  Match any character (except newline)
-    $  Match the end of the line
+    $  Match the end of the line (or before newline at the end)
     |  Alternation
     () Grouping
     [] Character class
@@ -76,11 +80,11 @@ The following standard quantifiers are recognized:
 (If a curly bracket occurs in any other context, it is treated
 as a regular character.)  The "*" modifier is equivalent to C<{0,}>, the "+"
 modifier to C<{1,}>, and the "?" modifier to C<{0,1}>.  n and m are limited
-to integral values less than 65536. 
+to integral values less than 65536.
 
 By default, a quantified subpattern is "greedy", that is, it will match as
-many times as possible without causing the rest pattern not to match.  The
-standard quantifiers are all "greedy", in that they match as many
+many times as possible without causing the rest of the pattern not to match.  
+The standard quantifiers are all "greedy", in that they match as many
 occurrences as possible (given a particular starting location) without
 causing the pattern to fail.  If you want it to match the minimum number
 of times possible, follow the quantifier with a "?" after any of them.
@@ -100,17 +104,16 @@ also work:
     \n         newline
     \r         return
     \f         form feed
-    \v         vertical tab, whatever that is
     \a         alarm (bell)
-    \e         escape
-    \033       octal char
-    \x1b       hex char
+    \e         escape (think troff)
+    \033       octal char (think of a PDP-11)
+    \x1B       hex char
     \c[                control char
-    \l         lowercase next char
-    \u         uppercase next char
-    \L         lowercase till \E
-    \U         uppercase till \E
-    \E         end case modification
+    \l         lowercase next char (think vi)
+    \u         uppercase next char (think vi)
+    \L         lowercase till \E (think vi)
+    \U         uppercase till \E (think vi)
+    \E         end case modification (think vi)
     \Q         quote regexp metacharacters till \E
 
 In addition, Perl defines the following:
@@ -123,16 +126,16 @@ In addition, Perl defines the following:
     \D Match a non-digit character
 
 Note that C<\w> matches a single alphanumeric character, not a whole
-word.  To match a word you'd need to say C<\w+>.  You may use C<\w>, C<\W>, C<\s>,
-C<\S>, C<\d> and C<\D> within character classes (though not as either end of a
-range).
+word.  To match a word you'd need to say C<\w+>.  You may use C<\w>,
+C<\W>, C<\s>, C<\S>, C<\d> and C<\D> within character classes (though not
+as either end of a range).
 
 Perl defines the following zero-width assertions:
 
     \b Match a word boundary
     \B Match a non-(word boundary)
     \A Match only at beginning of string
-    \Z Match only at end of string
+    \Z Match only at end of string (or before newline at the end)
     \G Match only where previous m//g left off
 
 A word boundary (C<\b>) is defined as a spot between two characters that
@@ -142,23 +145,24 @@ end of the string as matching a C<\W>.  (Within character classes C<\b>
 represents backspace rather than a word boundary.)  The C<\A> and C<\Z> are
 just like "^" and "$" except that they won't match multiple times when the
 C</m> modifier is used, while "^" and "$" will match at every internal line
-boundary.
+boundary.  To match the actual end of the string, not ignoring newline,
+you can use C<\Z(?!\n)>.
 
 When the bracketing construct C<( ... )> is used, \<digit> matches the
-digit'th substring.  (Outside of the pattern, always use "$" instead of
-"\" in front of the digit.  The scope of $<digit> (and C<$`>, C<$&>, and C<$')>
-extends to the end of the enclosing BLOCK or eval string, or to the
-next successful pattern match, whichever comes first.
-If you want to
-use parentheses to delimit subpattern (e.g. a set of alternatives) without
-saving it as a subpattern, follow the ( with a ?.
-The \<digit> notation
-sometimes works outside the current pattern, but should not be relied
-upon.)  You may have as many parentheses as you wish.  If you have more
+digit'th substring.  Outside of the pattern, always use "$" instead of "\"
+in front of the digit.  (While the \<digit> notation can on rare occasion work
+outside the current pattern, this should not be relied upon.  See the
+WARNING below.) The scope of $<digit> (and C<$`>, C<$&>, and C<$'>)
+extends to the end of the enclosing BLOCK or eval string, or to the next
+successful pattern match, whichever comes first.  If you want to use
+parentheses to delimit a subpattern (e.g. a set of alternatives) without
+saving it as a subpattern, follow the ( with a ?:.
+
+You may have as many parentheses as you wish.  If you have more
 than 9 substrings, the variables $10, $11, ... refer to the
 corresponding substring.  Within the pattern, \10, \11, etc. refer back
 to substrings if there have been at least that many left parens before
-the backreference.  Otherwise (for backward compatibilty) \10 is the
+the backreference.  Otherwise (for backward compatibility) \10 is the
 same as \010, a backspace, and \11 the same as \011, a tab.  And so
 on.  (\1 through \9 are always backreferences.)
 
@@ -188,7 +192,7 @@ non-alphanumeric characters:
 
 You can also use the built-in quotemeta() function to do this.
 An even easier way to quote metacharacters right in the match operator
-is to say 
+is to say
 
     /$unquoted\Q$quoted\E$unquoted/
 
@@ -202,7 +206,8 @@ extensions are already supported:
 
 =item (?#text)
 
-A comment.  The text is ignored.
+A comment.  The text is ignored.  If the C</x> switch is used to enable
+whitespace formatting, a simple C<#> will suffice.
 
 =item (?:regexp)
 
@@ -232,10 +237,10 @@ the C<(?!foo)> is just saying that the next thing cannot be "foo"--and
 it's not, it's a "bar", so "foobar" will match.  You would have to do
 something like C</(?foo)...bar/> for that.   We say "like" because there's
 the case of your "bar" not having three characters before it.  You could
-cover that this way: C</(?:(?!foo)...|^..?)bar/>.  Sometimes it's still 
+cover that this way: C</(?:(?!foo)...|^..?)bar/>.  Sometimes it's still
 easier just to say:
 
-    if (/foo/ && $` =~ /bar$/) 
+    if (/foo/ && $` =~ /bar$/)
 
 
 =item (?imsx)
@@ -247,12 +252,12 @@ insensitive ones merely need to include C<(?i)> at the front of the
 pattern.  For example:
 
     $pattern = "foobar";
-    if ( /$pattern/i ) 
+    if ( /$pattern/i )
 
     # more flexible:
 
     $pattern = "(?i)foobar";
-    if ( /$pattern/ ) 
+    if ( /$pattern/ )
 
 =back
 
@@ -261,6 +266,192 @@ matching construct was because 1) question mark is pretty rare in older
 regular expressions, and 2) whenever you see one, you should stop
 and "question" exactly what is going on.  That's psychology...
 
+=head2 Backtracking
+
+A fundamental feature of regular expression matching involves the notion
+called I<backtracking>.  which is used (when needed) by all regular
+expression quantifiers, namely C<*>, C<*?>, C<+>, C<+?>, C<{n,m}>, and
+C<{n,m}?>.
+
+For a regular expression to match, the I<entire> regular expression must
+match, not just part of it.  So if the beginning of a pattern containing a
+quantifier succeeds in a way that causes later parts in the pattern to
+fail, the matching engine backs up and recalculates the beginning
+part--that's why it's called backtracking.
+
+Here is an example of backtracking:  Let's say you want to find the
+word following "foo" in the string "Food is on the foo table.":
+
+    $_ = "Food is on the foo table.";
+    if ( /\b(foo)\s+(\w+)/i ) {
+       print "$2 follows $1.\n";
+    }
+
+When the match runs, the first part of the regular expression (C<\b(foo)>)
+finds a possible match right at the beginning of the string, and loads up
+$1 with "Foo".  However, as soon as the matching engine sees that there's
+no whitespace following the "Foo" that it had saved in $1, it realizes its
+mistake and starts over again one character after where it had had the
+tentative match.  This time it goes all the way until the next occurrence
+of "foo". The complete regular expression matches this time, and you get
+the expected output of "table follows foo."
+
+Sometimes minimal matching can help a lot.  Imagine you'd like to match
+everything between "foo" and "bar".  Initially, you write something
+like this:
+
+    $_ =  "The food is under the bar in the barn.";
+    if ( /foo(.*)bar/ ) {
+       print "got <$1>\n";
+    }
+
+Which perhaps unexpectedly yields:
+
+  got <d is under the bar in the >
+
+That's because C<.*> was greedy, so you get everything between the
+I<first> "foo" and the I<last> "bar".  In this case, it's more effective
+to use minimal matching to make sure you get the text between a "foo"
+and the first "bar" thereafter.
+
+    if ( /foo(.*?)bar/ ) { print "got <$1>\n" }
+  got <d is under the >
+
+Here's another example: let's say you'd like to match a number at the end
+of a string, and you also want to keep the preceding part the match.
+So you write this:
+
+    $_ = "I have 2 numbers: 53147";
+    if ( /(.*)(\d*)/ ) {                               # Wrong!
+       print "Beginning is <$1>, number is <$2>.\n";
+    }
+
+That won't work at all, because C<.*> was greedy and gobbled up the
+whole string. As C<\d*> can match on an empty string the complete
+regular expression matched successfully.
+
+    Beginning is <I have 2 numbers: 53147>, number is <>.
+
+Here are some variants, most of which don't work:
+
+    $_ = "I have 2 numbers: 53147";
+    @pats = qw{
+       (.*)(\d*)
+       (.*)(\d+)
+       (.*?)(\d*)
+       (.*?)(\d+)
+       (.*)(\d+)$
+       (.*?)(\d+)$
+       (.*)\b(\d+)$
+       (.*\D)(\d+)$
+    };
+
+    for $pat (@pats) {
+       printf "%-12s ", $pat;
+       if ( /$pat/ ) {
+           print "<$1> <$2>\n";
+       } else {
+           print "FAIL\n";
+       }
+    }
+
+That will print out:
+
+    (.*)(\d*)    <I have 2 numbers: 53147> <>
+    (.*)(\d+)    <I have 2 numbers: 5314> <7>
+    (.*?)(\d*)   <> <>
+    (.*?)(\d+)   <I have > <2>
+    (.*)(\d+)$   <I have 2 numbers: 5314> <7>
+    (.*?)(\d+)$  <I have 2 numbers: > <53147>
+    (.*)\b(\d+)$ <I have 2 numbers: > <53147>
+    (.*\D)(\d+)$ <I have 2 numbers: > <53147>
+
+As you see, this can be a bit tricky.  It's important to realize that a
+regular expression is merely a set of assertions that gives a definition
+of success.  There may be 0, 1, or several different ways that the
+definition might succeed against a particular string.  And if there are
+multiple ways it might succeed, you need to understand backtracking in
+order to know which variety of success you will achieve.
+
+When using lookahead assertions and negations, this can all get even
+tricker.  Imagine you'd like to find a sequence of nondigits not 
+followed by "123".  You might try to write that as
+
+       $_ = "ABC123";
+       if ( /^\D*(?!123)/ ) {                          # Wrong!
+           print "Yup, no 123 in $_\n";
+       }
+
+But that isn't going to match; at least, not the way you're hoping.  It
+claims that there is no 123 in the string.  Here's a clearer picture of
+why it that pattern matches, contrary to popular expectations:
+
+    $x = 'ABC123' ;
+    $y = 'ABC445' ;
+
+    print "1: got $1\n" if $x =~ /^(ABC)(?!123)/ ;
+    print "2: got $1\n" if $y =~ /^(ABC)(?!123)/ ;
+
+    print "3: got $1\n" if $x =~ /^(\D*)(?!123)/ ;
+    print "4: got $1\n" if $y =~ /^(\D*)(?!123)/ ;
+
+This prints
+
+    2: got ABC
+    3: got AB
+    4: got ABC
+
+You might have expected test 3 to fail because it just seems to a more
+general purpose version of test 1.  The important difference between
+them is that test 3 contains a quantifier (C<\D*>) and so can use
+backtracking, whereas test 1 will not.  What's happening is
+that you've asked "Is it true that at the start of $x, following 0 or more
+nondigits, you have something that's not 123?"  If the pattern matcher had
+let C<\D*> expand to "ABC", this would have caused the whole pattern to
+fail.  
+The search engine will initially match C<\D*> with "ABC".  Then it will
+try to match C<(?!123> with "123" which, of course, fails.  But because
+a quantifier (C<\D*>) has been used in the regular expression, the
+search engine can backtrack and retry the match differently
+in the hope of matching the complete regular expression.  
+
+Well now, 
+the pattern really, I<really> wants to succeed, so it uses the
+standard regexp backoff-and-retry and lets C<\D*> expand to just "AB" this
+time.  Now there's indeed something following "AB" that is not
+"123".  It's in fact "C123", which suffices.
+
+We can deal with this by using both an assertion and a negation.  We'll
+say that the first part in $1 must be followed by a digit, and in fact, it
+must also be followed by something that's not "123".  Remember that the
+lookaheads are zero-width expressions--they only look, but don't consume
+any of the string in their match.  So rewriting this way produces what
+you'd expect; that is, case 5 will fail, but case 6 succeeds:
+
+    print "5: got $1\n" if $x =~ /^(\D*)(?=\d)(?!123)/ ;
+    print "6: got $1\n" if $y =~ /^(\D*)(?=\d)(?!123)/ ;
+
+    6: got ABC
+
+In other words, the two zero-width assertions next to each other work like
+they're ANDed together, just as you'd use any builtin assertions:  C</^$/>
+matches only if you're at the beginning of the line AND the end of the
+line simultaneously.  The deeper underlying truth is that juxtaposition in
+regular expressions always means AND, except when you write an explicit OR
+using the vertical bar.  C</ab/> means match "a" AND (then) match "b",
+although the attempted matches are made at different positions because "a"
+is not a zero-width assertion, but a one-width assertion.
+
+One warning: particularly complicated regular expressions can take
+exponential time to solve due to the immense number of possible ways they
+can use backtracking to try match.  For example this will take a very long
+time to run
+
+    /((a{0,5}){0,5}){0,5}/
+
+And if you used C<*>'s instead of limiting it to 0 through 5 matches, then
+it would take literally forever--or until you ran out of stack space.
+
 =head2 Version 8 Regular Expressions
 
 In case you're not familiar with the "regular" Version 8 regexp
@@ -304,7 +495,7 @@ matching C<[feio|]>.
 
 Within a pattern, you may designate subpatterns for later reference by
 enclosing them in parentheses, and you may refer back to the I<n>th
-subpattern later in the pattern using the metacharacter \I<n>. 
+subpattern later in the pattern using the metacharacter \I<n>.
 Subpatterns are numbered based on the left to right order of their
 opening parenthesis.  Note that a backreference matches whatever
 actually matched the subpattern in the string being examined, not the
@@ -312,3 +503,28 @@ rules for that subpattern.  Therefore, C<(0|0x)\d*\s\1\d*> will
 match "0x1234 0x4321",but not "0x1234 01234", since subpattern 1
 actually matched "0x", even though the rule C<0|0x> could
 potentially match the leading 0 in the second number.
+
+=head2 WARNING on \1 vs $1
+
+Some people get too used to writing things like
+
+    $pattern =~ s/(\W)/\\\1/g;
+
+This is grandfathered for the RHS of a substitute to avoid shocking the
+B<sed> addicts, but it's a dirty habit to get into.  That's because in
+PerlThink, the right-hand side of a C<s///> is a double-quoted string.  C<\1> in
+the usual double-quoted string means a control-A.  The customary Unix
+meaning of C<\1> is kludged in for C<s///>.  However, if you get into the habit
+of doing that, you get yourself into trouble if you then add an C</e>
+modifier.
+
+    s/(\d+)/ \1 + 1 /eg;
+
+Or if you try to do
+
+    s/(\d+)/\1000/;
+
+You can't disambiguate that by saying C<\{1}000>, whereas you can fix it with
+C<${1}000>.  Basically, the operation of interpolation should not be confused
+with the operation of matching a backreference.  Certainly they mean two
+different things on the I<left> side of the C<s///>.