“Reguläre Ausdrücke” sind eine vielseitig einsetzbare Sprache, wenn es darum geht, Zeichenketten zu bearbeiten, zu prüfen oder darin zu suchen. In der Programmierung werden sie häufig verwendet und sind besonders bei der Verarbeitung von Benutzereingaben von Bedeutung. In diesem Tutorial erfährst du alles, was du über reguläre Ausdrücke wissen musst – von der Einführung bis zu komplexen Ausdrücken.
Einführung
Was sind reguläre Ausdrücke? Mit regulären Ausdrücken kannst du Zeichenketten auf bestimmte Zusammensetzungen überprüfen. Sie werden in verschiedenen Anwendungen verwendet, wie z.B. Webanwendungen mit PHP oder Perl, Unix-Skripten und vielen anderen. Um reguläre Ausdrücke effektiv einzusetzen, ist es wichtig, dass du dich bereits mit der Verwendung in deiner gewählten Umgebung vertraut gemacht hast. Zum Testen kannst du Online-Tools wie regex 101 oder den Regex-Coach verwenden.
Guter Stil
Bei der Verwendung von regulären Ausdrücken gibt es oft viele verschiedene Lösungsansätze. Es ist wichtig, einen guten Stil zu entwickeln und die richtige Lösung für dein spezifisches Problem zu wählen. Dabei solltest du folgende Aspekte berücksichtigen:
- Eine genaue Lösung und eine allgemeinere: Wenn die genaue Lösung zu restriktiv ist und Benutzer möglicherweise frustriert aufgeben, wenn ihre korrekte Eingabe nicht akzeptiert wird, wähle lieber die allgemeinere Lösung. Ist das Problem jedoch eindeutig, wähle die genauere Lösung.
- Eine genaue Lösung und eine schnelle: Lange reguläre Ausdrücke können viel Zeit für die Verarbeitung benötigen. Abhängig von deinen Anforderungen musst du abwägen, was dir wichtiger ist. Es kann Benutzer möglicherweise ärgern, wenn die Prüfung ihrer Eingabe zu lange dauert.
- Eine einfache Lösung und eine “elegante”: Wähle die einfachere Variante oder kommentiere komplexe Ausdrücke, um die Lesbarkeit und spätere Anpassung zu erleichtern.
Probleme
Wenn dein regulärer Ausdruck Probleme verursacht, obwohl du dir sicher bist, dass er korrekt ist, überprüfe zunächst die Sonderzeichen und wie diese verwendet werden sollten. Auch das Testen mit dem oben genannten RegEx-Coach kann helfen. Google ist ebenfalls eine gute Quelle für Informationen und Vorlagen, um verschiedene Problemstellungen mit regulären Ausdrücken zu lösen.
Konventionen
In diesem Tutorial werde ich bestimmte Farben für Texte (Strings) verwenden, um den Ausdruck deutlicher zu machen. Ein regulärer Ausdruck wird in der Regel verwendet, um einen Text genau zu beschreiben und eine gewünschte Funktion auszuführen (z.B. ein “Treffer”). Bitte beachte, dass die Verwendung von regulären Ausdrücken von der gewählten Programmiersprache abhängt.
Einfache Ausdrücke
Ein-Elementige reguläre Ausdrücke
Beginnen wir mit einfachen regulären Ausdrücken. Angenommen, wir möchten überprüfen, ob eine Eingabe einer Schulnote von 1-6 entspricht. Der reguläre Ausdruck [1-6] erledigt das für uns. Du siehst, dass in eckigen Klammern eine Liste von erlaubten Zeichen steht. Der gesamte Ausdruck repräsentiert jedoch nur ein Zeichen: 1 oder 2 oder … oder 6.
Mehrelementige reguläre Ausdrücke
Was ist, wenn wir einen Bereich von 1-12 überprüfen möchten? Der reguläre Ausdruck [1-12] funktioniert hier nicht richtig, da “12” zwei Zeichen enthält. Eine Lösung ist die Verwendung von Gruppen, z.B. 1-9|0[1-9])|[1-9]. Dabei steht die Gruppe (?(?=(12))|0[1-9]) für “entweder 0[1-9] oder [1-9]”. Dieser Ausdruck kann erweitert und angepasst werden, je nachdem, welche Zeichenkombinationen akzeptiert werden sollen.
Optionen
In vielen Fällen gibt es mehrere Lösungen für ein Problem. Optionen können verwendet werden, um zwischen verschiedenen Möglichkeiten zu wählen. Es ist wichtig, sorgfältig abzuwägen, welche Option am besten geeignet ist, um deine Anforderungen zu erfüllen. Hier sind einige Beispiele:
- Eine genaue Lösung und eine allgemeinere.
- Eine genaue Lösung und eine schnellere.
- Eine einfache Lösung und eine “elegante”.
Platzhalter
Platzhalter können verwendet werden, um beliebige Zeichen in einem regulären Ausdruck zu repräsentieren. Ein häufig verwendetes Zeichen ist der Punkt, der für ein beliebiges Zeichen steht. Andere Platzhalter wie das Pluszeichen (+) und das Sternchen (*) geben an, wie oft das vorherige Zeichen wiederholt werden kann. Beachte jedoch, dass der Punkt normalerweise keine Zeilenumbrüche frisst. Weitere Platzhalter sind in der Anleitung deiner Programmiersprache zu finden.
Zeichenklassen negieren
In einigen Fällen möchtest du möglicherweise eine Zeichenklasse negieren. Du kannst das Ausrufezeichen verwenden, um anzugeben, dass ein Zeichen nicht in der Zeichenklasse enthalten sein darf. Zum Beispiel [^qz] bedeutet “beliebiges Zeichen außer q oder z”.
Klammern
Klammern können verwendet werden, um Teilausdrücke zusammenzufassen und sie als ein Element zu betrachten. Dies ermöglicht es dir, den oben gelernten Ausdruck auf Teilausdrücke anzuwenden und die Lesbarkeit zu verbessern.
Alternativen
Mit Klammern kannst du auch Alternativen zu einem Teil des Ausdrucks angeben. Zum Beispiel “Das Wetter ist (toll|richtig schlecht)” würde auf “Das Wetter ist toll” oder “Das Wetter ist richtig schlecht” passen, aber nicht auf beides gleichzeitig.
Modifikatoren
Du kannst Modifikatoren verwenden, um das Verhalten eines regulären Ausdrucks zu steuern. Modifikatoren werden in der Programmiersprache deiner Wahl festgelegt und können z.B. Groß- und Kleinschreibung ignorieren, Zeilenumbrüche erkennen oder den Ausdruck auf Anfang oder Ende einer Zeichenkette beziehen.
Kompliziertere Ausdrücke
Verschachtelungen
Klammern können auch verschachtelt werden, um längere Ausdrücke zu gruppieren. Dadurch wird der Ausdruck kürzer, aber auch komplexer. Es ist wichtig zu beachten, dass dies die Verarbeitungszeit beeinflussen kann.
Gierige Ausdrücke
Manchmal kann es vorkommen, dass ein regulärer Ausdruck zu viele Zeichen erfasst. In solchen Fällen kannst du den Ausdruck einschränken, indem du den Punkt oder den Multiplikator mit einem Fragezeichen markierst. Das Fragezeichen macht den Ausdruck weniger gierig und sorgt dafür, dass er so wenig Zeichen wie möglich erfasst.
Gruppen
Reguläre Ausdrücke können auch Gruppen enthalten, die später verwendet werden können. Gruppen ermöglichen es dir, einen Teil des Ausdrucks zu speichern und später darauf zuzugreifen. Die Verwendung von Gruppen variiert je nach verwendeter Programmiersprache.
Referenzen
Du kannst auch auf den Inhalt einer Gruppe in einem späteren Teil des Ausdrucks verweisen. Dies ermöglicht es dir, den Ausdruck genauer an deine Anforderungen anzupassen. Die Syntax für die Verwendung von Referenzen kann je nach Programmiersprache variieren.
Lookaheads und Lookbehinds
Lookaheads und Lookbehinds sind spezielle Konstruktionen, mit denen du zusätzliche Bedingungen für einen Ausdruck festlegen kannst. Ein Lookahead prüft, ob eine bestimmte Zeichenfolge nach dem aktuellen Ausdruck folgt, während ein Lookbehind prüft, ob eine bestimmte Zeichenfolge vor dem aktuellen Ausdruck steht. Positive Lookaheads und Lookbehinds werden verwendet, um Bedingungen für einen “Treffer” festzulegen, während negative Lookaheads und Lookbehinds verwendet werden, um bestimmte Zeichenfolgen auszuschließen.
Fazit
Reguläre Ausdrücke sind eine kraftvolle Möglichkeit, Zeichenketten zu überprüfen, zu bearbeiten und darin zu suchen. Sie erfordern etwas Übung und Verständnis, aber einmal beherrscht, kannst du sie effektiv einsetzen, um komplexe Aufgaben zu lösen. In diesem Tutorial haben wir die Grundlagen sowie fortgeschrittene Konzepte behandelt. Wenn du noch weitere Fragen hast, empfehle ich dir, die oben genannten Ressourcen zu nutzen und weiter zu üben. Viel Spaß beim Experimentieren mit regulären Ausdrücken!
