Regular Expressions (Regex) dịch ra tiếng Việt là Biểu thức chính quy. Regex có thể xem là một mẫu (pattern) dùng để mô tả một lớp ký tự nào đó.
Ví dụ: lazydog là 1 regex. Nó là 1 mẫu đơn giản nhất vì nó so khớp (match) với đoạn text lazydog. 1 match là 1 đoạn text so khớp với mẫu.
Ví dụ phức tạp hơn 1 chút: \b[A-Z0-9._%+-]+@[A-Z0-9.-]+\.[A-Z]{2,4}\b Đây là mẫu mô tả 1 địa chỉ email. Mẫu này có thể dc dùng để tìm 1 địa chỉ email trong 1 đoạn văn bản, hoặc kiểm tra xem 1 chuỗi có phải là địa chỉ email
hợp lệ hay không.
Regex có thể dc sử dụng với bất kỳ dữ liệu nào mà ta có thể truy cập, thông qua ứng dụng hoặc ngôn ngữ lập trình. Có thể kể đến 1 số ứng dụng xử lý văn bản hỗ trợ regex: PowerGREP, EditPad Pro, RegexBuddy,…
Ký tự thông thường (Literal Characters)
Regex cơ bản nhất chính là biểu thức bao gồm 1 ký tự thông thường, Ví dụ: a. Nó sẽ so khớp với thực thể đầu tiên của ký tự đó trong chuỗi. Ví dụ nếu có chuỗi: LazyDog is a boy, nó sẽ so khớp với ký tự a sau ký tự L. Regex này cũng có thể so khớp với ký tự a thứ 2 nếu điều khiển regex engine tiếp tục tìm kiếm sau khi đã so khớp được 1 lần.
Cũng như vậy, regex dog sẽ so khớp với dog trong chuỗi LazyDog is not a dog. Regex này bao gồm 1 chuỗi 3 ký tự thông thường. Engine sẽ hiểu biểu thức này là: tìm d, theo sau bởi o, theo sau bởi g.
Chú ý rằng regex engine mặc định phân biệt chữ hoa và chữ thường. Dog ko so khớp với dog.
Ký tự đặc biệt (Special Characters)
Trong cú pháp regex được thảo luận ở đây, có 11 ký tự mang ý nghĩa đặc biệt: [ \ ^ $ . | ? * + ( ). Chúng được gọi là các metacharacter.
Nếu cần dùng các ký tự này với ý nghĩa thông thường, ta phải giải phóng nó bằng \. Ví dụ nếu cần so khớp 1+1=2, thì regex đúng sẽ là 1\+1=2. Chú ý rằng 1+1=2 cũng là regex đúng, nên sẽ ko báo lỗi, nhưng nó sẽ ko cho ta kết quả như mong muốn. Regex 1+1=2 sẽ so khớp với 111=2 trong chuỗi 123+111=234, vì dấu + ở đây mang ý nghĩa đặc biệt.
Nếu ta quên ko giải phóng ký tự đặc biệt ở những chỗ nó ko dc phép đứng thì sẽ gặp lỗi. Ví dụ: +1
Hầu hết các loại cú pháp regex đều coi { như 1 ký tự thông thường, trừ khi nó là 1 phần của toán tử nhắc lại (repetition operator), Ví dụ: {1, 3}. Vì vậy ta ko cần giải phóng ký tự này.
Ta chỉ dùng \ để giải phóng các ký tự đặc biệt, còn các ký tự khác thì ko nên, vì \ cũng là 1 ký tự đặc biệt. \ khi kết hợp với 1 ký tự thông thường sẽ có ý nghĩa đặc biệt, Ví dụ: \d sẽ so khớp với 1 chữ số từ 0 - 9.
Tất cả các loại cú pháp regex đều cho phép giải phóng 1 ký tự đặc biệt bằng \. Rất nhiều cú pháp khác còn hỗ trợ kiểu giải phóng \Q... \E. Tất cả các ký tự nằm trong cặp \Q và \E sẽ dc coi như ký tự thông thường. Ví dụ: \Q*\d+*\E sẽ so khớp với đoạn văn bản *\d+* . Kiểu cú pháp này dc hỗ trợ bởi JGsoft engine, Perl, PCRE, ...
Ký tự đặc biệt và ngôn ngữ lập trình
Khác với trong ngôn ngữ lập trình, trong regex, ký tự ' và " ko phải là ký tự đặc biệt. Vì vậy, ko cần phải giải phóng nó.
Trong mã nguồn của 1 chương trình, cần luôn ghi nhớ những ký tự nào dc ngôn ngữ lập trình xử lý đặc biệt. Bởi vì những ký tự này sẽ dc trình biên dịch xử lý trước khi dc engine regex xử lý. Ví dụ: regex 1\+1=2 phải dc viết thành 1\\+1=2 trong mã nguồn C++. Trình biên dịch C++ sẽ chuyển \\ thành \ trong chuỗi trên,
sau đó nó mới dc chuyển đến regex engine. Ví dụ khác: đế so khớp c:\temp, cần dùng regex c:\\temp (vì \t trong regex mang ý nghĩa đặc biệt). Và trong mã nguồn C++, regex này cần dc viết là c:\\\\temp.
Ký tự ko in được
Có thể dùng các tổ hợp ký tự đặc biệt để đặt các ký tự ko in dc vào regex.
\t cho ký tự tab (ASCII 0x09)
\r cho carriage return (0x0D)
\n cho line feed (0x0A).
\a (bell, 0x07)
\e (escape, 0x1B)
\f (form feed, 0x0C)
\v (vertical tab, 0x0B).
Chú ý rằng Windows text files sử dụng \r\n để kết thúc dòng, còn UNIX text files sử dụng \n.
Có thể dùng cách này để viết bất kỳ ký tự nào nếu biết mã 16 ASCII của ký tự đó trong bảng mã đang dùng. Ví dụ trong bảng mã Latin-1, ký tự copyright có mã 0xA9. Vì thế để tìm ký tự này, ta dùng \xA9.
Hầu hết các loại cú pháp regex còn cho phép sử dụng tổ hợp \cA đến \cZ (c cố định, theo sau bởi 1 chữ cái hoa từ A - Z) để biểu thị ký tự điều khiển. Ví dụ \cA biểu thị Control+A. \cM biểu thị Control+M, hay carriage return, giống như \r.
Nếu regex engine hỗ trợ Unicode, ta sử dụng \uFFFF thay cho \xFF để biểu thị 1 ký tự Unicode. Ví dụ: mã unicode của ký tự đồng euro là 0x20AC. Để đặt nó vào biểu thức regex, ta dùng \u20AC.
Lớp ký tự (Character Classes - Character Sets)
Sử dụng lớp ký tự, ta sẽ khiến regex engine chỉ chọn ra 1 ký tự để so khớp. Để sử dụng, ta đặt các ký tự cần so khớp vào 2 dấu [ và ]. Ví dụ: để so khớp ký tự a hoặc e, ta dùng [ae]. Như vậy biểu thức gr[ae]y sẽ khớp với gray hoặc grey.
Lớp ký tự chỉ so khớp với 1 ký tự đơn. Như vậy gr[ae]y sẽ ko khớp với graay, graey,v.v… Thứ tự các ký tự trong lớp ko quan trọng. Kết quả trả về luôn giống nhau.
Để xác định 1 vùng ký tự trong lớp ký tự, ta sử dụng dấu – . Ví dụ: [0-9] so khớp với 1 chữ số từ 0 – 9. Có thể sử dụng nhiều vùng ký tự hoặc kết hợp vùng ký tự với ký tự đơn. Ví dụ: [0-9a-fA-F] so khớp với 1 chữ số hệ 16, ko phân biệt chữ hoa, thường. [0-9a-fxA-FX] so khớp với 1 chữ số hệ 16 hoặc chữ cái X, ko phân biệt chữ hoa, thường. Cũng như trên, thứ tự các vùng ko quan trọng.
Lớp ký tự phủ định
Đặt dấu ^ sau [ trong lớp ký tự sẽ phủ định lớp ký tự đó. Kết quả là lớp ký tự sẽ so khớp với bất kỳ ký tự nào ko nằm trong lớp ký tự đó. Lớp ký tự phủ định có thể so khớp với cả ký tự line break.
Chú ý rằng lớp ký tự phủ định vẫn phải dc so khớp với 1 ký tự. Ví dụ: q[^u] ko phải là “q ko theo sau bởi u” mà là “q theo sau bởi 1 ký tự ko phải u”. Vì vậy nó sẽ ko so khớp với q trong chuỗi Iraq, và sẽ so khớp với q và space trong chuỗi Iraq is a country.
Metacharacter trong lớp ký tự
Trong lớp ký tự, các ký tự mang ý nghĩa đặc biệt hay metacharacter chỉ bao gồm: ] \ ^ -. Các metacharacter nói ở phần trước khi đặt trong lớp ký tự sẽ chỉ dc coi như ký tự thông thường, và do đó ko cần phải giải phóng. Ví dụ: để tìm ký tự * hoặc +, ta dùng [+*].
Để đặt ký tự \ vào trong lớp ký tự với nghĩa thông thường, cần giải phóng nó bằng 1 ký tự \ khác. Ví dụ: [\\x] sẽ khơp với ký tự \ hoặc x. Các ký tự ] ^ – nếu muốn dùng theo nghĩa thông thường cũng phải dc giải phóng bằng \ hoặc đặt nó ở vị trí mà nó sẽ ko có ý nghĩa đặc biệt. Ta nên dùng cách thứ 2 để biểu thức regex trông dễ nhìn hơn như sau:
Với ^, đặt nó ở bất kỳ chỗ nào trừ vị trí ngay sau [ . Ví dụ: [x^] sẽ khớp với x hoặc ^.
Với ], đặt nó ngay sau [ hoặc [^ . Ví dụ: []x] sẽ khớp với ] hoặc x. [^]x] sẽ khớp với bất kỳ ký tự nào ko phải là ] hoặc x.
Với -, đặt nó ngay sau [ hoặc [^ , hoặc ngay trước ]. Ví dụ: cả [-x] và [x-] đều so khớp với – hoặc x.
Có thể sử dụng tất cả các ký tự ko in dc trong lớp ký tự giống như dùng chúng ngoài lớp ký tự. Ví dụ: [$\u20AC] sẽ khớp với $ hoặc ký tự đồng euro (với giả định cú pháp regex đang dùng hỗ trợ unicode).
JGsoft engine, Perl và PCRE còn hỗ trợ kiểu \Q…\E trong lớp ký tự để giải phóng 1 chuỗi ký tự. Ví dụ: [\Q[-]\E] sẽ khớp với [ hoặc - hoặc ].
Cú pháp regex của POSIX lại xử lý \ trong lớp ký tự như 1 ký tự thông thường. Đồng nghĩa với việc ta ko thể dùng \ để giải phóng ] ^ -. Để làm việc này ta chỉ còn cách đặt chúng vào các vị trí như trình bày ở trên. Ngoài ra điều này cũng đồng nghĩa với việc các cú pháp tắt (shorthand, Ví dụ: \d) ko còn hiệu lực.
Lớp ký tự viết tắt (Shorthand Character Classes)
\d là dạng tắt của [0-9].
\w dc gọi là “ký tự từ” (word character). Chính xác những ký tự nào dc khớp với nó thay đổi tuỳ theo mỗi loại cú pháp regex. Trong tất cả các loại cú pháp, nó sẽ bao gồm [A-Za-z]. Trong hầu hết các loại cú pháp, nó cũng bao gồm cả dấu _ và chữ số.
\s dc gọi là “ký tự trắng” (whitespace character). Nó khớp với ký tự nào thì cũng tùy thuộc vào từng loại cú pháp. Trong kiểu cú pháp thảo luận ở đây, nó bao gồm [\t]. Nghĩa là \s sẽ khớp với space hoặc tab. Trong hầu hết cú pháp , nó cũng bao gồm cả ký tự carriage return hoặc line feed, nghĩa là [\t\r\n]. Một số cú pháp khác lại bao gồm thêm cả các ký tự ko in dc hiếm khi dùng như vertical tab hoặc form feed.
Các lớp ký tự viết tắt có thể dc dùng cả trong lẫn ngoài cặp []. Ví dụ: \s\d khớp với 1 ký tự trắng theo sau bởi 1 chữ số. [\s\d] khớp với 1 ký tự đơn là 1 ký tự trắng hoặc 1 chữ số. Khi áp dụng vào chuỗi 1 + 2 = 3, regex thứ 1 sẽ khớp với 2 (space và 2), trong khi regex thứ 2 sẽ khớp với 1. [\da-fA-F] khớp với 1 chữ số hệ 16, giống như [0-9a-fA-F].
Lớp ký tự viết tắt phủ định (Negated Shorthand Character Classes)
\D tương đương [^\d]
\W tương đương [^\w]
\S tương đương [^\s]
Cần thận trọng khi sử dụng dạng viết tắt phủ địng bên trong []. [\D\S] khác với [^\d\s]. Regex thứ 2 sẽ khớp với bất kỳ ký tự nào ko phải là chữ số hoặc ký tự trắng. Còn regex thứ 1 sẽ khớp với bất kỳ ký tự nào ko phải là chữ số hoặc ko phải là ký tự trắng. Và vì chữ số ko phải là ký tự trắng và ký tự trắng ko phải là chữ số cho nên [\D\S] sẽ khớp với bất kỳ ký tự nào, bao gồm cả ký tự trắng và chữ số.
Ký tự chấm (Dot)
Ký tự Dot khớp với hầu hết các ký tự
Trong biểu thức regex, dấu . là metacharacter dc sử dụng nhiều nhất, và cũng là ký tự bị sử dụng sai nhiều nhất.
Dấu . khớp với 1 ký tự đơn bất kỳ ngoại trừ ký tự newline. Vì vậy, dấu . tương đương với [^\n] (trong UNIX) hoặc [^\r\n] (trong Windows).
Trong Perl, dấu . có thể khớp với cả newline nếu ta dùng chế độ “single-line mode”. Để sử dụng chế độ này, ta thêm s vào sau biểu thức regex, Ví dụ: m/^regex$/s;
JavaScript và VBScript ko có chế độ nào hỗ trợ Dot so khớp với các ký tự line break. Vì vậy, để so khớp với bất kỳ ký tự nào ta phải dùng [\s\S] thay cho Dot. [\s\S] so khớp với 1 ký tự là ký tự trắng (bao gồm cả các ký tự line break) hoặc ko phải ký tự trắng, nghĩa là nó so khớp với bất kỳ ký tự nào. Sử dụng Dot 1 cách tiết kiệm
Dấu . là 1 metacharacter đầy uy lực. Nó có thể khớp với bất kỳ ký tự nào, nhưng cũng có thể khớp với ký tự mà ta ko muốn. Những trường hợp như thế có thế rất khó nhận ra.
Hãy lấy 1 Ví dụ đơn giản để minh hoạ: giải sử ta muốn tìm 1 chuỗi ngày tháng năm dưới dạng mm/dd/yy, trong đó dấu phân cách ngày tháng năm ta để người dùng tuỳ chọn. Giải pháp nhanh nhất là \d\d.\d\d.\d\d. Trông có vẻ ổn. Nó sẽ khớp 1 chuỗi kiểu như 02/12/03. Vấn đề là 1 chuỗi kiểu như 02512703 cũng dc coi là 1 ngày hợp lệ với regex trên (chấm thứ 1 khớp với 5, chấm thứ 2 khớp với 7).
Giải pháp tốt hơn là: \d\d[- /.]\d\d[- /.]\d\d. Regex này cho phép – hoặc space hoặc . hoặc / làm dấu phân cách ngày tháng năm. Lưu ý rằng dấu . trong lớp ký tự là 1 ký tự thông thường, do đó ko cần phải giải phóng. Nhưng regex này vẫn chưa hoàn hảo, nó sẽ coi 99/99/99 là 1 ngày hợp lệ.
Giải pháp tiếp theo: [0-1]\d[- /.][0-3]\d[- /.]\d\d. Ổn hơn nhưng vẫn chưa hoàn hảo, nó có thể khớp với 19/39/99.
Chất lượng của regex thế nào tuỳ thuộc vào yêu cầu của bạn. Ví dụ nếu muốn thẩm định thông tin nhập vào từ người dùng thì regex phải thật hoàn hảo. Còn nếu phân tích 1 file dữ liệu mà bạn đã biết chắc mã nguồn tạo ra file đó theo cách thức như thế nào thì regex có thể ở mức vừa đủ mà thôi.
Sử dụng lớp ký tự phủ định thay cho Dot
Hãy lấy 1 Ví dụ để tìm hiểu tại sao. Giả sử ta cần tìm 1 chuỗi bao bởi ” “. Nghe có vẻ đơn giản như đang giỡn. Chuỗi này có thể có bao nhiêu ký tự tuỳ thích, do đó “.*” có vẻ ổn. Dấu . khớp với bất kỳ ký tự nào, còn dấu * sẽ cho phép . có thể dc nhắc lại bao nhiêu lần tuỳ thích, kể cả 0 lần. Nếu áp dụng regex này vào chuỗi Put a “string” between double quotes, nó sẽ trả về kết quả đúng như mong đợi: “string”. Giờ hãy thử với chuỗi Houston, we have a problem with “string one” and “string two”. Please respond. Và kết quả là “string one” and “string two”, hỏng zồi ;D. Lý do là vì * vốn có bản tính “tham lam” (greedy). Chi tiết thế nào thì hồi sau sẽ rõ. Ví dụ này cho thấy ko nên lạm dụng dấu chấm.
Trong Ví dụ tìm ngày ở trên, ta cải tiến regex bằng cách sử dụng lớp ký tự thay cho dấu chấm. Giờ ta cũng làm như vậy. Ta ko muốn có số lượng bất kỳ các ký tự bất kỳ trong cặp dấu ” “, mà muốn có số lượng bất kỳ các ký tự ko phải là ” hoặc newline trong cặp dấu ” “. Do đó regex đúng sẽ là “[^"\r\n]*”.
Kiểm tra tính hợp lệ của các biểu mẫu là yếu tố rất quan trọng trong việc lập trình web. Trong PHP, Regular Expression (RE) có thể được dùng để kiểm tra người dùng có nhập một địa chỉ e-mail hợp lệ hay không.
Trong PHP, tập hàm RE được chia làm 2 loại:
- Hàm ereg: Cú pháp biểu thức chứa qui tắc chuẩn của PHP.
- Các hàm preg: Cú pháp biểu thức chứa qui tắc tương thích với perl.
Địa chỉ e-mail có dạng: username@domain.extension, ví dụ hameo87@gmail.com. Với một địa chỉ e-mail, thông thường có một phần mở rộng, ta sẽ viết:
CODE:
eregi(’^[a-zA-Z0-9._-]+@[a-zA-Z0-9-] +\.[a-zA-Z.]{2,5}$’, $email)
Tách ví dụ thành 3 phần nhỏ để dễ hiểu hơn:
- ^[a-zA-Z0-9._-]+@: Phần này có nhiệm vụ kiểm tra phần username của e-mail. Dấu mũ “^” ở đầu báo hiệu nơi bắt đầu chuỗi, nếu thiếu nó, người dùng có thể gõ bất kỳ thứ gì trước địa chỉ e-mail. Những ký tự trong dấu ngoặc vuông là những ký tự cho phép. Ta chấp nhận các chữ cái thường và hoa từ A đến Z, các chữ số từ 0 đến 9 và dấu chấm “.”, dấu gạch dưới “_”, dấu gạch trên “-”. Dấu cộng “+” ký tự “@”, sau ngoặc vuông đòi hỏi phải có một hoặc nhiều hơn một ký tự thuộc phạm vi cho phép trong dấu ngoặc vuông, vì vậy người dùng bắt buộc phải nhập phần username trong địa chỉ e-mail. Việc giới hạn số ký tự, ta sẽ xét ở phần sau. Cuối cùng, chữ @ cũng là chữ @ bình thường trong địa chỉ e-mail.
- [a-zA-Z0-9._-]+\.: Phần này cũng tương tự như kiểm tra username, và dấu cộng sau ngoặc buộc người dùng phải nhập tên miền của địa chỉ e-mail, ở cuối là một dấu “\” trước dấu “.” báo cho biểu thức rằng có một dấu chấm được yêu cầu tại vị trí này. Ý nghĩa của dấu “\” để thông báo đây là ký tự bình thường để tránh hiểu nhầm với ký tự “.” đứng một mình, sẽ được hiểu như một ký tự điều khiển cho biết tại vị trí đó có thể nhập ký tự bất kỳ.
- [a-zA-Z]{2,4}$: Phần này để kiểm tra phần mở rộng là phần cuối của biểu thức. Chúng ta chỉ cho phép các ký tự hoa, thường từ “A” đến “Z” thay vì dùng dấu cộng, ta dùng ngay {2,4} sau ngoặc vuông để qui định số ký tự tối thiểu và tối đa cho tên miền là 2 và 4 ( Ví dụ: vn, net, org …). Cuối cùng kýá tự $ có nghĩa là kết thúc chuỗi, người dùng không thể nhập thêm gì phía sau tên miền.
Các ký tự thường dùng trong Regular Expression
. : đại diện cho 1 ký tự bất kỳ trừ ký tự xuống dòng \n.
\d : ký tự chữ số tương đương [0-9]
\D : ký tự ko phải chữ số
\s : ký tự khoảng trắng tương đương [ \f\n\r\t\v]
\S : ký tự không phải khoảng trắng tương đương [ ^\f\n\r\t\v]
\w : ký tự word (gồm chữ cái và chữ số, dấu gạch dưới _ ) tương đương
[a-zA-Z_0-9]
\W : ký tự không phải ký tự word tương đương [^a-zA-Z_0-9]
^ : bắt đầu 1 chuỗi hay 1 dòng
$ : kết thúc 1 chuỗi hay 1 dòng
\A : bắt đầu 1 chuỗi
\z : kết thúc 1 chuỗi
| : ký tự ngăn cách so trùng tương đương với phép or (lưu ý cái này nếu muốn kết hợp nhiều điều kiện)
[abc] : khớp với 1 ký tự nằm trong nhóm là a hay b hay c.
[a-z] so trùng với 1 ký tự nằm trong phạm vi a-z, dùng dấu – làm dấu ngăn cách.
[^abc] sẽ không so trùng với 1 ký tự nằm trong nhóm, ví dụ không so trùng với a hay b hay c.
() : Xác định 1 group (biểu thức con) xem như nó là một yếu tố đơn lẻ trong pattern .ví dụ ((a(b))c) sẽ khớp với b, ab, abc.
? : khớp với đứng trước từ 0 hay 1 lần. Ví dụ A?B sẽ khớp với B hay AB.
* : khớp với đứng trước từ 0 lần trở lên . A*B khớp với B, AB, AAB
+ : khớp với đứng trước từ 1 lần trở lên. A+B khớp với AB, AAB.
{n} : n là con số, Khớp đúng với n ký tự đúng trước nó . Ví dụ A{2}) khớp đúng với 2 chữ A.
{n, } : khớp đúng với n ký tự trở lên đứng trước nó , A{2,} khớp vói AA, AAA …
{m,n} : khớp đùng với từ m->n ký tự đứng trước nó, A{2,4} khớp vói AA,AAA,AAAA.
(http://4rum.tinkhoahoc.info/showthread.php?t=2695,Cung-tim-hieu-ve-Regular-Expression#ixzz1O5cf0sfv)
