Espressioni regolari: Cosa sono e come iniziare?

Tra tutti i potenti strumenti messi a disposizione di un programmatore, le espressioni regolari occupano sicuramente un posto di rilievo. La loro flessibilità sia nel campo della ricerca che in quello della validazione di stringhe e dati le rende un must per un programmatore web (e non solo). Purtroppo però, tale flessibilità è pagata a caro prezzo: le espressioni regolari sono da sempre avvolte in una sorta di aurea misteriosa. Un non addetto ai lavori che legga una riga di una regex (come spesso vengono chiamate) riuscirebbe a cogliere solo una serie di caratteri e simboli intervallati da parentesi, apparentemente senza significato. E proprio la sintassi criptica è uno dei motivi per cui spesso si rimanda lo studio di questo potentissimo strumento.

In questa serie di articoli vedremo come sfatare questo mito, esaminando elemento per elemento questo affascinante linguaggio. Iniziamo con le basi.

Innanzitutto, partiamo da una semplice definizione, che non vuole essere “accademica”: un’espressione regolare è un modello, scritto in un opportuno linguaggio, attraverso il quale una parola o frase può essere cercata all’interno di un testo, oppure validata per conformarsi ad un certo formato.

Nella vita di tutti i giorni associamo, senza rendercene conto, un certo formato dei dati a informazioni ben precise: tre numeri di due cifre separati da un trattino ci fanno subito pensare ad una data (16-07-86), delle lettere separate da una chiocciola (@) seguite dal punto e da altre lettere ci ricordano un’email (prova@esempio.exl), e così via.

Le espressioni regolari non fanno altro che tradurre tali modelli da un linguaggio naturale come l’italiano (tre numeri di due cifre separati da un trattino) in un linguaggio comprensibile per una macchina: (\d{2}-\d{2}-\d{2}).

Prima di cominciare ad esaminare i vari elementi delle espressioni regolari, vediamo come poterne testare il funzionamento. A questo riguardo, le regex sono un linguaggio del tutto particolare, poiché possono essere utilizzate solo all’interno di un altro linguaggio (Perl, PHP, JavaScript, ecc), o di un programma (OpenOffice per la ricerca nel testo, ad esempio).

Per provare tutte le regex proposte in questo articolo, utilizzeremo un testo tratto da “Alice nel paese delle meraviglie ed uno strumento online sviluppato da Steven Levithan: regexpal il cui scopo è proprio quello di poter testare le varie espressioni regolari scritte nel campo in alto sul testo inserito nella schermata principale: tutti i caratteri che corrisponderanno saranno evidenziati.

La base delle regex: il singolo carattere

L’espressione regolare più semplice è quella rappresentata da un singolo carattere: la lettera ‘g‘ ad esempio è l’espressione regolare che deve essere utilizzata per trovare tutte le occorrenze di ‘g‘ all’interno di un testo.

Ovviamente questo caso base si può estendere ad un “gruppo di caratteri”: utilizzando l’espressione regolare ‘ebbe‘ vengono evidenziate tutte le occorrenze di questa parola all’interno del testo.

Se hai provato quest’ultimo esempio nel regexpal, avrai sicuramente notato che oltre alla parola ‘ebbe‘ come passato remoto del verbo avere, sono state evidenziate anche le parti finali delle parole ‘avrebbe‘ o ‘farebbe‘: questo perché le espressioni regolari cercano di trovare quante più corrispondenze possibili, dato il modello da cercare. Vedremo più avanti come fare per trovare solo le corrispondenze per una data parola.

I metacaratteri

Come già detto, ogni carattere è una espressione regolare. Esistono delle eccezioni, rappresentate dai seguenti caratteri:

  1. L’asterisco: *
  2. Il segno più: +
  3. Il punto interrogativo: ?
  4. Le parentesi tonde: ( )
  5. Le parentesi quadre: [ ]
  6. Le parentesi graffe: { }
  7. Il punto: .
  8. La ‘pipe’: |
  9. L’apice: ^
  10. Il simbolo del dollaro: $
  11. Il backslash: \

L’asterisco (*)

Nel linguaggio delle espressioni regolari l’asterisco viene posto dopo un carattere (o un gruppo di caratteri) e significa “trova nel testo nessuna o quante più corrispondenze possibili del carattere”. Facciamo subito un esempio. L’espressione regolare:

pa*

che, tradotta in parole sta per “trova tutte le occorrenze di una ‘p‘ seguita da zero o più ‘a‘”, troverà corrispondenze per tutte le seguenti righe:

p //perché la 'a' è opzionale
pa //la 'a' è presente una volta
paa //due volte
paaa //tre volte
paaaa //quattro volte
e così via

La cosa importante da capire è che l’asterisco (come la maggior parte dei metacaratteri) ha effetto solo sul carattere che lo precede: per farlo agire su gruppi di caratteri è necessario utilizzare le parentesi tonde. L’espressione regolare:

C(asa)*

ovvero “tutte le occorrenze di una ‘c’ maiuscola seguite zero o più volte dal gruppo ‘asa‘” troverà corrispondenza per le prime tre stringhe seguenti, ma non l’ultima:

C
Casa
Casaasa
Casaasasasa //perché questa non viene corrisposta interamente?

Il segno più (+)

Molto simile all’asterisco come funzionamento, il simbolo ‘più‘ cerca “una o più occorrenze del carattere che lo precede”. La differenza con l’asterisco, quindi, sta nel fatto che il carattere non è più opzionale, ma deve essere presente per forza. Modificando l’esempio fatto precedentemente:

pa+

tale espressione regolare viene resa come: “trova tutte le occorrenze della lettera ‘p‘ minuscola seguite da almeno una lettera ‘a‘ minuscola. In tal caso la stringa ‘p‘ non verrà più considerata come corrispondenza (come invece accadeva utilizzando l’asterisco). Per tale metacarattere valgono le stesse considerazioni sull’uso delle parentesi per far corrispondere gruppi di caratteri.

Il punto interrogativo (?)

Questo metacarattere rende opzionale il carattere che lo precede, che quindi può essere presente al più una volta, ma non di più. Spesso viene utilizzato per trovare occorrenze di parole che hanno più scritture equivalenti, ad esempio la regex:

obb?iettivo

sta per “cerca i caratteri ‘ob‘ seguiti eventualmente da al più una ‘b‘ e poi dai caratteri ‘iettivo‘”, ovvero cerca tutte le occorrenze delle parole ‘obiettivo’ e ‘obbiettivo’. Come specificato precedentemente, possiamo utilizzare le parentesi per raggruppare più caratteri, facendoli seguire dal punto interrogativo:

(Pes)?care //trova "Pescare" e "care"

Il punto (.)

Il metacarattere punto è l’espressione regolare che si può riassumere in: “qualsiasi carattere”. Che siano spazi, numeri, simboli o lettere, il punto trova sempre un’occorrenza. Spesso il suo uso viene scoraggiato, in quanto implica un grosso sforzo computazionale da parte del motore delle espressioni regolari; nonostante ciò torna spesso utile. Ad esempio:

A....

Questa espressione regolare cerca tutte le occorrenze della lettera ‘A‘ maiuscola seguita da un qualsiasi carattere (punteggiatura, spazi, numeri, lettere), quindi possibili match sono:

A dor //A-spazio-lettera-lettera-lettera
Alice //A-lettera-lettera-lettera-lettera
A1234 //A-numero-numero-numero-numero
A!"2e //A-simbolo-simbolo-numero-lettera

Molto spesso però si vogliono cercare occorrenze di una lettera seguita da altre lettere, oppure occorrenze di stringhe composte da soli numeri. Ad esempio: come fare per trovare tutte le occorrenze della lettera ‘A‘ seguita da altre quattro (e solo) lettere? Per questo scopo si utilizzano le classi di caratteri.

Le parentesi quadre: le classi di caratteri [ ]

Le parentesi quadre permettono di specificare al loro interno un elenco di caratteri: nel testo vengono cercate occorrenze per ognuno dei caratteri presenti tra le parentesi. Ad esempio, nell’espressione regolare:

[Cc]

si cercano tutte le occorrenze della lettera C maiuscola oppure minuscola. Possiamo utilizzarla per eseguire delle ricerche indipendenti dal maiuscolo:

[Cc]asa //cerca le occorrenze di Casa e casa

A questo punto, la soluzione del nostro problema/esempio è abbastanza banale: basta elencare tra le parentesi quadre tutte le possibili lettere dell’alfabeto, per quattro volte, facendole precedere dalla lettera ‘A‘:

//Una qualsiasi delle lettere dell'alfabeto (maiuscole e minuscole)
A[ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghjkilmnopqrstuvwxyz]...// per quattro volte

Come puoi notare, tale scrittura risulta un po’ prolissa ed è soggetta a possibili errori di battitura. Per ovviare a tale situazione è possibile effettuare delle ‘abbreviazioni’: si utilizza il trattino (-) separando due lettere per indicare “considera tutti i caratteri compresi da questa lettera a questa lettera“. Ad esempio [A-Z] sta per “dalla lettera A maiuscola alla lettera Z maiuscola, considerando tutte le lettere che ci sono tra queste due”. In questo modo, però, stiamo considerando le sole lettere maiuscole.

Per aggiungere anche le minuscole, si utilizza la stessa tecnica: [A-Za-z]. Quindi il nostro esempio, “trovare tutte le occorrenze della lettera ‘A‘ seguita da altre quattro lettere” diventa:

//A-unaLettera-unaLettera-unaLettera-unaLettera
A[A-Za-z][A-Za-z][A-Za-z][A-Za-z]

Questa scrittura appare però ancora troppo ripetitiva: sarebbe utile un metodo per specificare quante volte un carattere (o un gruppo di caratteri) deve essere ripetuto.

Ripetere un carattere: le parentesi graffe { }

Per specificare quante volte un carattere deve essere presente all’interno del testo si possono utilizzare le parentesi graffe precedute dal carattere (o dal gruppo di caratteri). Ad esempio:

A{4} //trova le occorrenze di esattamente 4 A maiuscole consecutive

Le stringhe che verificano tale espressioni regolari saranno dunque le uniche e sole contenenti esattamente quattro A maiuscole:

AAAA //questa si
AAA //questa no

A questo punto siamo in grado di risolvere il nostro problema/esempio:

A[A-Za-z]{4}

che, tradotta in italiano potrebbe essere resa come: “cerca una A maiuscola seguita da una delle lettere maiuscole o minuscole, e considera questa classe di caratteri per quattro volte. Abbiamo così ottenuto una scrittura compatta e funzionale per ciò che ci eravamo proposti di cercare.

Conclusioni

In questo articolo abbiamo introdotto le basi per la comprensione delle espressioni regolari: è importante comprendere e assimilare bene questi concetti, in quanto l’apprendimento delle regex è di tipo incrementale. Tutti i costrutti (da quelli più semplici a quelli più complessi) hanno più o meno lo stesso funzionamento, quindi una volta capito il meccanismo di uno, potrai facilmente utilizzare anche gli altri.

Ovviemente la pratica gioca un ruolo fondamentale in questo campo, così come l’utilizzare il giusto metodo per la creazione delle regex. Trovo comodo, prima di cominciare la scrittura del codice, appuntarmi tutte le possibili variazioni che può assumere la stringa che sto cercando, magari aiutandomi con un semplice grafico. Avere una chiara visione dell’argomento che si sta trattando è quantomai necessario per utilizzare le espressioni regolari.

Nel prossimo articolo esamineremo altri costrutti fondamentali e vedremo alcune applicazioni del “mondo reale”. Alla prossima!

Sommario delle lezioni

  • Le basi
  • I costrutti più avanzati e modelli
  • Utilizzi reali delle espressioni regolari
Master per Web Designer Freelance
In tutti questi anni abbiamo ricevuto centinaia di richieste di approfondimento sulle numerose tematiche del web design vissuto da freelance. Le abbiamo affrontate volta per volta. Ma ci siamo resi conto che era necessario fare qualcosa di più. Ecco perché è nato One Year Together, un vero e proprio master per web designer freelance che apre finalmente le porte al mondo del lavoro.
Scopri One Year Together »
Tag: ,

L'autore

Appassionato di web design, si diletta a creare dei layout (X)HTML+CSS. È un maniaco del codice pulito e ordinato, il tipo di persona che vi ritrovate in casa a raddrizzarvi i quadri appesi alla parete. Ha deciso che diventerà un web designer con la “doppia vvu” maiuscola, e trascorre intere nottate sveglio per realizzare il suo sogno.

Sito web dell'autore | Altri articoli scritti da

Articoli correlati

Potresti essere interessato anche ai seguenti articoli:

18 commenti

  1. Antonio
  2. Mauro
  3. max
  4. Arnaldo

Trackback e pingback

  1. Espressioni Regolari: i costrutti avanzati | Your Inspiration Web
    [...] far attenzione a non confondere l’ancora ‘b’ con le ancore ‘^’ e ‘$’: la prima trova le occorrenze all’inizio …
  2. Cosa sono le espressioni regolari? « Ebug - Discussioni da Web Designer
    [...] http://www.yourinspirationweb.com/2010/05/12/espressioni-regolari-cosa-sono-e-come-iniziare/ [...]

Lascia un Commento

Current day month ye@r *