Регулярні вирази в JavaScript

Регулярні вирази, або просто regex, являють собою потужний інструмент для маніпулювання рядками в програмуванні. Вони надають гнучкі шаблони для пошуку, заміни та вилучення даних із тексту, спрощуючи обробку рядків без необхідності занурення в деталі роботи з підрядками та методами рядків.

JavaScript, як мова програмування, активно використовує регулярні вирази. У цьому контексті, RegExp, вбудований об’єкт у JavaScript, стає ключовим інструментом. Давайте розглянемо практичний приклад. Уявімо, у нас є великий текстовий документ на JavaScript, і ми хочемо витягти з нього всі email-адреси. Якби не було регулярних виразів, довелося б написати безліч коду для аналізу кожного символу і перевірки його відповідності формату email. Однак, завдяки regex у JavaScript, цей процес стає простим і лаконічним (детально вивчити цю мову можна на курсі JavaScript Start на освітній платформі FoxmindED).

Для прикладу, щоб знайти всі email-адреси, ми можемо використовувати такий шаблон: [\w\.-]+@[a-zA-Z\d\.-]+\.[a-zA-Z]{2,}. Тут [\w\.-]+ відповідає частині до символу “@”, [a-zA-Z\d\.-]+ – домену, а [a-zA-Z]{2,} – верхньому рівню домену (наприклад, “.com”). Регулярні вирази в JavaScript дають нам змогу описувати складні шаблони пошуку в одному рядку, спрощуючи завдання опрацювання тексту та підвищуючи читабельність коду.

Конструктор

Давайте розглянемо різні способи створення regex у різних мовах програмування, включно з використанням літералів і конструктора RegExp у JavaScript.

• Використання літералів

Більшість сучасних мов програмування надають нам простий та інтуїтивно зрозумілий спосіб створення регулярних виразів з використанням літералів. Наприклад, у мові JavaScript, ми можемо визначити регулярний вираз для пошуку email-адреси таким чином:

const emailRegex = /[\w\.-]+@[a-zA-Z\d\.-]+\.[a-zA-Z]{2,}/;

У цьому прикладі /[\w.-]+@[a-zA-Z\d.-]+.[a-zA-Z]{2,}/ – це регулярний вираз, укладений у слеші. Це літерал regex, який можна використовувати безпосередньо в коді.

• Використання конструктора RegExp у JavaScript

У тих випадках, коли необхідно створювати регулярний вираз динамічно, ми можемо використовувати конструктор RegExp у JavaScript. Наприклад:

const dynamicPattern = "hello";

const dynamicRegex = new RegExp(dynamicPattern, "i");

Тут dynamicPattern може бути змінною, що містить шаблон, а прапор “i” вказує на регістронезалежний пошук. Цей підхід особливо корисний, коли шаблон формується динамічно на основі зовнішніх даних.

• Інші мови програмування

В інших мовах, таких як Python, Perl, і Ruby, також існують синтаксичні скорочення і конструктори для роботи з регулярними виразами. Однак, незважаючи на відмінності в синтаксисі, основний принцип залишається тим самим — створення гнучких шаблонів для роботи з текстом.

Вибір між літералами і конструктором залежить від конкретного завдання. Якщо шаблон відомий заздалегідь і не змінюється в процесі виконання програми, використання літералів спрощує код і робить його більш читабельним. У разі динамічних шаблонів, конструктор регулярних виразів надає необхідну гнучкість.

Таким чином, створення regex – це гнучкий процес, який дає змогу програмістам адаптувати свої інструменти під конкретні потреби, забезпечуючи ефективну обробку текстової інформації.

Основні компоненти та синтаксис

Тепер, давайте розберемося з тим, як створювати свої шаблони.

Регулярні вирази складаються з кількох основних компонентів:

• Символьні класи дають змогу зіставляти певні символи або набори символів. Наприклад, [0-9] відповідає будь-якому символу з набору цифр від 0 до 9. Приклад: 

const digitRegex = /[0-9]/;

// Matches any string containing at least one digit

• Твердження дають змогу перевіряти відповідність певної умови. Наприклад, ^[a-z]+$ відповідає будь-якому рядку, що складається тільки з букв від “a” до “z”. Приклад:

const lowercaseStringRegex = /^[a-z]+$/;

// Matches a string consisting of only lowercase letters

• Групи дають змогу об’єднувати кілька символів або виразів в один. Наприклад, (a|b)c відповідає будь-якому рядку, що містить один із символів “a” або “b”, за яким слідує символ “c”. Приклад:

const groupRegex = /(a|b)c/;

// Matches a string containing "ac" or "bc"

• Зворотні посилання дозволяють посилатися на раніше створені групи. Наприклад, (a|b)c(.*) відповідає будь-якому рядку, що містить один із символів “a” або “b”, за яким слідує символ “c”, а потім будь-яка кількість довільних символів. Приклад:

const backreferenceRegex = /(a|b)c(.*)\1/;

// Matches a string like "acbca" or "bcdcbb"

• Квантифікатори дозволяють вказати кількість повторень символів або виразів. Наприклад, a{2,3} відповідає будь-якому рядку, що містить від двох до трьох символів “a”. Приклад:

const repeatRegex = /a{2,3}/;

// Matches a string containing two to three "a" characters in a row

Комбінація основних компонентів дає змогу створювати складні шаблони регулярних виразів, відображаючи структуру й особливості шуканих даних. Це ключові елементи, які роблять regex такими потужними і широко використовуваними в різних галузях програмування.

Перевірка і тестування 

Перевірка і тестування regex є важливими етапами їхнього використання, оскільки якщо вони неправильно складені, то це може призвести до небажаних результатів або навіть помилок у програмі. Є кілька інструментів, які полегшують цей процес.

• Онлайн-регулярні вирази

Безліч веб-сервісів дають змогу вам у реальному часі перевірити регулярний вираз, візуалізувати збіги і проводити тестування на прикладах тексту, наприклад: regex101.com, regexr.com і regexpal.com.

• Вбудовані інструменти мов програмування

Багато мов програмування надають вбудовані засоби для тестування regex. Наприклад, у JavaScript існує метод test об’єкта RegExp, який повертає булеве значення залежно від того, чи відповідає текст шаблону.

• Перевірка коректності

• Тестові рядки: використовуйте різноманітні тестові рядки, щоб переконатися, що ваш регулярний вираз відповідає очікуваним умовам і не допускає небажаних збігів.
• Граничні випадки: перевірте, як ваш вираз обробляє граничні випадки, як-от порожні рядки, рядки з мінімальною та максимальною довжиною.

• Перевірка ефективності

• Робота з великим обсягом даних: протестуйте ваш регулярний вираз на великих текстових даних, щоб оцінити його продуктивність.
• Використання інструментів профілювання: деякі середовища програмування надають інструменти профілювання, які допомагають оцінити ефективність регулярних виразів. Наприклад, у JavaScript можна використовувати Chrome DevTools.

Просунуті теми

Регулярні вирази мають безліч просунутих можливостей, які дають змогу створювати ще складніші та потужніші шаблони пошуку. Позитивні та негативні перегляди (lookarounds) являють собою спеціальні конструкції regex, які дають змогу перевіряти відповідність рядка певним умовам, не включаючи їх у сам шаблон пошуку.

• Позитивні перегляди — використовуються для перевірки того, що рядок відповідає певній умові. Наприклад, розглянемо такий регулярний вираз, який відповідає будь-якому рядку, що починається з літери “a” і завершується цифрою:

/^a(?=\d+)$/

У цьому випадку перегляд (?=\d+)$ перевіряє, що рядок закінчується цифрою.

• Негативні перегляди — використовуються для перевірки того, що рядок не відповідає певній умові. Наприклад, наступний регулярний вираз відповідає будь-якому рядку, який не починається з літери “a”:

/^(?!a).*$/

Позитивні та негативні перегляди використовуються для перевірки форматів даних, таких як номери телефонів або адреси електронної пошти. Також вони відіграють важливу роль в автоматизації обробки тексту, покращуючи ефективність вилучення даних із файлів або форматування тексту.

Атомарні групи — являють собою спеціальні конструкції regex, які групують символи або вирази в єдине ціле.

Вони позначаються круглими дужками. Наприклад, такий регулярний вираз відповідає будь-якому рядку, що містить слово “hello”:

"hello"

Такий самий вираз з використанням атомарної групи має такий вигляд:

"(hello)"

У цьому випадку атомарна група (hello) групує слово “hello” в єдине ціле.

Атомарні групи можуть використовуватися для заміни даних, замінюючи всі входження певного рядка на інший. Також атомарні групи ефективні під час вилучення даних із текстових файлів, забезпечуючи більш точний і контрольований механізм групування.

Застосування в реальних завданнях

Як працюють регулярні вирази і наскільки широко використовуються в різних реальних завданнях? Наведемо приклад:

• Обробка тексту. Наприклад, регулярні вирази використовуються в текстових редакторах для пошуку та заміни тексту, а також для форматування тексту.
• Пошук даних. Наприклад, regex використовують у веб-браузерах для пошуку інформації на веб-сторінках, а також у системах управління базами даних для пошуку даних у базах даних.
• Автоматизація завдань. Наприклад, це можуть бути скрипти для автоматизації завдань, пов’язаних із роботою з рядками.

Висновок

На закінчення, regex є потужним інструментом в арсеналі програміста, даючи змогу ефективно працювати з текстовою інформацією. Розуміння їхніх основ і просунутих можливостей відчиняє двері до розв’язання різноманітних завдань, починаючи від простого пошуку і заміни до складних маніпуляцій із даними. Важливо пам’ятати, що практика і постійне оновлення знань у цій галузі зроблять вас справжнім майстром цього інструменту. Користуйтеся отриманими знаннями, експериментуйте і покращуйте свої навички, і регулярні вирази стануть надійним інструментом у вашому арсеналі.