This is a live mirror of the Perl 5 development currently hosted at https://github.com/perl/perl5
rewrote substantive parts of patch
[perl5.git] / pod / perlre.pod
1 =head1 NAME
2
3 perlre - Perl regular expressions
4
5 =head1 DESCRIPTION
6
7 This page describes the syntax of regular expressions in Perl.  For a
8 description of how to I<use> regular expressions in matching
9 operations, plus various examples of the same, see discussions
10 of C<m//>, C<s///>, C<qr//> and C<??> in L<perlop/"Regexp Quote-Like Operators">.
11
12 Matching operations can have various modifiers.  Modifiers
13 that relate to the interpretation of the regular expression inside
14 are listed below.  Modifiers that alter the way a regular expression
15 is used by Perl are detailed in L<perlop/"Regexp Quote-Like Operators"> and 
16 L<perlop/"Gory details of parsing quoted constructs">.
17
18 =over 4
19
20 =item i
21
22 Do case-insensitive pattern matching.
23
24 If C<use locale> is in effect, the case map is taken from the current
25 locale.  See L<perllocale>.
26
27 =item m
28
29 Treat string as multiple lines.  That is, change "^" and "$" from matching
30 the start or end of the string to matching the start or end of any
31 line anywhere within the string.
32
33 =item s
34
35 Treat string as single line.  That is, change "." to match any character
36 whatsoever, even a newline, which normally it would not match.
37
38 The C</s> and C</m> modifiers both override the C<$*> setting.  That
39 is, no matter what C<$*> contains, C</s> without C</m> will force
40 "^" to match only at the beginning of the string and "$" to match
41 only at the end (or just before a newline at the end) of the string.
42 Together, as /ms, they let the "." match any character whatsoever,
43 while yet allowing "^" and "$" to match, respectively, just after
44 and just before newlines within the string.
45
46 =item x
47
48 Extend your pattern's legibility by permitting whitespace and comments.
49
50 =back
51
52 These are usually written as "the C</x> modifier", even though the delimiter
53 in question might not really be a slash.  Any of these
54 modifiers may also be embedded within the regular expression itself using
55 the C<(?...)> construct.  See below.
56
57 The C</x> modifier itself needs a little more explanation.  It tells
58 the regular expression parser to ignore whitespace that is neither
59 backslashed nor within a character class.  You can use this to break up
60 your regular expression into (slightly) more readable parts.  The C<#>
61 character is also treated as a metacharacter introducing a comment,
62 just as in ordinary Perl code.  This also means that if you want real
63 whitespace or C<#> characters in the pattern (outside a character
64 class, where they are unaffected by C</x>), that you'll either have to 
65 escape them or encode them using octal or hex escapes.  Taken together,
66 these features go a long way towards making Perl's regular expressions
67 more readable.  Note that you have to be careful not to include the
68 pattern delimiter in the comment--perl has no way of knowing you did
69 not intend to close the pattern early.  See the C-comment deletion code
70 in L<perlop>.
71
72 =head2 Regular Expressions
73
74 The patterns used in Perl pattern matching derive from supplied in
75 the Version 8 regex routines.  (The routines are derived
76 (distantly) from Henry Spencer's freely redistributable reimplementation
77 of the V8 routines.)  See L<Version 8 Regular Expressions> for
78 details.
79
80 In particular the following metacharacters have their standard I<egrep>-ish
81 meanings:
82
83     \   Quote the next metacharacter
84     ^   Match the beginning of the line
85     .   Match any character (except newline)
86     $   Match the end of the line (or before newline at the end)
87     |   Alternation
88     ()  Grouping
89     []  Character class
90
91 By default, the "^" character is guaranteed to match only the
92 beginning of the string, the "$" character only the end (or before the
93 newline at the end), and Perl does certain optimizations with the
94 assumption that the string contains only one line.  Embedded newlines
95 will not be matched by "^" or "$".  You may, however, wish to treat a
96 string as a multi-line buffer, such that the "^" will match after any
97 newline within the string, and "$" will match before any newline.  At the
98 cost of a little more overhead, you can do this by using the /m modifier
99 on the pattern match operator.  (Older programs did this by setting C<$*>,
100 but this practice is now deprecated.)
101
102 To simplify multi-line substitutions, the "." character never matches a
103 newline unless you use the C</s> modifier, which in effect tells Perl to pretend
104 the string is a single line--even if it isn't.  The C</s> modifier also
105 overrides the setting of C<$*>, in case you have some (badly behaved) older
106 code that sets it in another module.
107
108 The following standard quantifiers are recognized:
109
110     *      Match 0 or more times
111     +      Match 1 or more times
112     ?      Match 1 or 0 times
113     {n}    Match exactly n times
114     {n,}   Match at least n times
115     {n,m}  Match at least n but not more than m times
116
117 (If a curly bracket occurs in any other context, it is treated
118 as a regular character.)  The "*" modifier is equivalent to C<{0,}>, the "+"
119 modifier to C<{1,}>, and the "?" modifier to C<{0,1}>.  n and m are limited
120 to integral values less than a preset limit defined when perl is built.
121 This is usually 32766 on the most common platforms.  The actual limit can
122 be seen in the error message generated by code such as this:
123
124         $_ **= $_ , / {$_} / for 2 .. 42;
125
126 By default, a quantified subpattern is "greedy", that is, it will match as
127 many times as possible (given a particular starting location) while still
128 allowing the rest of the pattern to match.  If you want it to match the
129 minimum number of times possible, follow the quantifier with a "?".  Note
130 that the meanings don't change, just the "greediness":
131
132     *?     Match 0 or more times
133     +?     Match 1 or more times
134     ??     Match 0 or 1 time
135     {n}?   Match exactly n times
136     {n,}?  Match at least n times
137     {n,m}? Match at least n but not more than m times
138
139 Because patterns are processed as double quoted strings, the following
140 also work:
141
142     \t          tab                   (HT, TAB)
143     \n          newline               (LF, NL)
144     \r          return                (CR)
145     \f          form feed             (FF)
146     \a          alarm (bell)          (BEL)
147     \e          escape (think troff)  (ESC)
148     \033        octal char (think of a PDP-11)
149     \x1B        hex char
150     \x{263a}    wide hex char         (Unicode SMILEY)
151     \c[         control char
152     \N{name}    named char
153     \l          lowercase next char (think vi)
154     \u          uppercase next char (think vi)
155     \L          lowercase till \E (think vi)
156     \U          uppercase till \E (think vi)
157     \E          end case modification (think vi)
158     \Q          quote (disable) pattern metacharacters till \E
159
160 If C<use locale> is in effect, the case map used by C<\l>, C<\L>, C<\u>
161 and C<\U> is taken from the current locale.  See L<perllocale>.  For
162 documentation of C<\N{name}>, see L<charnames>.
163
164 You cannot include a literal C<$> or C<@> within a C<\Q> sequence.
165 An unescaped C<$> or C<@> interpolates the corresponding variable,
166 while escaping will cause the literal string C<\$> to be matched.
167 You'll need to write something like C<m/\Quser\E\@\Qhost/>.
168
169 In addition, Perl defines the following:
170
171     \w  Match a "word" character (alphanumeric plus "_")
172     \W  Match a non-word character
173     \s  Match a whitespace character
174     \S  Match a non-whitespace character
175     \d  Match a digit character
176     \D  Match a non-digit character
177     \pP Match P, named property.  Use \p{Prop} for longer names.
178     \PP Match non-P
179     \X  Match eXtended Unicode "combining character sequence",
180         equivalent to C<(?:\PM\pM*)>
181     \C  Match a single C char (octet) even under utf8.
182
183 A C<\w> matches a single alphanumeric character, not a whole word.
184 Use C<\w+> to match a string of Perl-identifier characters (which isn't 
185 the same as matching an English word).  If C<use locale> is in effect, the
186 list of alphabetic characters generated by C<\w> is taken from the
187 current locale.  See L<perllocale>.  You may use C<\w>, C<\W>, C<\s>, C<\S>,
188 C<\d>, and C<\D> within character classes (though not as either end of
189 a range).  See L<utf8> for details about C<\pP>, C<\PP>, and C<\X>.
190
191 The POSIX character class syntax
192
193         [:class:]
194
195 is also available.  The available classes and their backslash
196 equivalents (if available) are as follows:
197
198     alpha
199     alnum
200     ascii
201     cntrl
202     digit       \d
203     graph
204     lower
205     print
206     punct
207     space       \s
208     upper
209     word        \w
210     xdigit
211
212 For example use C<[:upper:]> to match all the uppercase characters.
213 Note that the C<[]> are part of the C<[::]> construct, not part of the whole
214 character class.  For example:
215
216         [01[:alpha:]%]
217
218 matches one, zero, any alphabetic character, and the percentage sign.
219
220 If the C<utf8> pragma is used, the following equivalences to Unicode
221 \p{} constructs hold:
222
223     alpha       IsAlpha
224     alnum       IsAlnum
225     ascii       IsASCII
226     cntrl       IsCntrl
227     digit       IsDigit
228     graph       IsGraph
229     lower       IsLower
230     print       IsPrint
231     punct       IsPunct
232     space       IsSpace
233     upper       IsUpper
234     word        IsWord
235     xdigit      IsXDigit
236
237 For example C<[:lower:]> and C<\p{IsLower}> are equivalent.
238
239 If the C<utf8> pragma is not used but the C<locale> pragma is, the
240 classes correlate with the isalpha(3) interface (except for `word',
241 which is a Perl extension, mirroring C<\w>).
242
243 The assumedly non-obviously named classes are:
244
245 =over 4
246
247 =item cntrl
248
249         Any control character.  Usually characters that don't produce
250         output as such but instead control the terminal somehow:
251         for example newline and backspace are control characters.
252         All characters with ord() less than 32 are most often control
253         classified as characters.
254
255 =item graph
256
257         Any alphanumeric or punctuation character.
258
259 =item print
260
261         Any alphanumeric or punctuation character or space.
262
263 =item punct
264
265         Any punctuation character.
266
267 =item xdigit
268
269         Any hexadecimal digit.  Though this may feel silly
270         (/0-9a-f/i would work just fine) it is included
271         for completeness.
272
273 =item 
274
275 =back
276
277 You can negate the [::] character classes by prefixing the class name
278 with a '^'. This is a Perl extension.  For example:
279
280     POSIX       trad. Perl  utf8 Perl
281
282     [:^digit:]      \D      \P{IsDigit}
283     [:^space:]      \S      \P{IsSpace}
284     [:^word:]       \W      \P{IsWord}
285
286 The POSIX character classes [.cc.] and [=cc=] are recognized but
287 B<not> supported and trying to use them will cause an error.
288
289 Perl defines the following zero-width assertions:
290
291     \b  Match a word boundary
292     \B  Match a non-(word boundary)
293     \A  Match only at beginning of string
294     \Z  Match only at end of string, or before newline at the end
295     \z  Match only at end of string
296     \G  Match only at pos() (e.g. at the end-of-match position
297         of prior m//g)
298
299 A word boundary (C<\b>) is a spot between two characters
300 that has a C<\w> on one side of it and a C<\W> on the other side
301 of it (in either order), counting the imaginary characters off the
302 beginning and end of the string as matching a C<\W>.  (Within
303 character classes C<\b> represents backspace rather than a word
304 boundary, just as it normally does in any double-quoted string.)
305 The C<\A> and C<\Z> are just like "^" and "$", except that they
306 won't match multiple times when the C</m> modifier is used, while
307 "^" and "$" will match at every internal line boundary.  To match
308 the actual end of the string and not ignore an optional trailing
309 newline, use C<\z>.
310
311 The C<\G> assertion can be used to chain global matches (using
312 C<m//g>), as described in L<perlop/"Regexp Quote-Like Operators">.
313 It is also useful when writing C<lex>-like scanners, when you have
314 several patterns that you want to match against consequent substrings
315 of your string, see the previous reference.  The actual location
316 where C<\G> will match can also be influenced by using C<pos()> as
317 an lvalue.  See L<perlfunc/pos>.
318   
319 The bracketing construct C<( ... )> creates capture buffers.  To
320 refer to the digit'th buffer use \E<lt>digitE<gt> within the
321 match.  Outside the match use "$" instead of "\".  (The
322 \E<lt>digitE<gt> notation works in certain circumstances outside 
323 the match.  See the warning below about \1 vs $1 for details.)
324 Referring back to another part of the match is called a
325 I<backreference>.
326
327 There is no limit to the number of captured substrings that you may
328 use.  However Perl also uses \10, \11, etc. as aliases for \010,
329 \011, etc.  (Recall that 0 means octal, so \011 is the 9'th ASCII
330 character, a tab.)  Perl resolves this ambiguity by interpreting
331 \10 as a backreference only if at least 10 left parentheses have
332 opened before it.  Likewise \11 is a backreference only if at least
333 11 left parentheses have opened before it.  And so on.  \1 through
334 \9 are always interpreted as backreferences."
335
336 Examples:
337
338     s/^([^ ]*) *([^ ]*)/$2 $1/;     # swap first two words
339
340      if (/(.)\1/) {                 # find first doubled char
341          print "'$1' is the first doubled character\n";
342      }
343  
344     if (/Time: (..):(..):(..)/) {   # parse out values
345         $hours = $1;
346         $minutes = $2;
347         $seconds = $3;
348     }
349   
350 Several special variables also refer back to portions of the previous
351 match.  C<$+> returns whatever the last bracket match matched.
352 C<$&> returns the entire matched string.  (At one point C<$0> did
353 also, but now it returns the name of the program.)  C<$`> returns
354 everything before the matched string.  And C<$'> returns everything
355 after the matched string.
356
357 The numbered variables ($1, $2, $3, etc.) and the related punctuation
358 set (C<<$+>, C<$&>, C<$`>, and C<$'>) are all dynamically scoped
359 until the end of the enclosing block or until the next successful
360 match, whichever comes first.  (See L<perlsyn/"Compound Statements">.)
361
362 B<WARNING>: Once Perl sees that you need one of C<$&>, C<$`>, or
363 C<$'> anywhere in the program, it has to provide them for every
364 pattern match.  This may substantially slow your program.  Perl
365 uses the same mechanism to produce $1, $2, etc, so you also pay a
366 price for each pattern that contains capturing parentheses.  (To
367 avoid this cost while retaining the grouping behaviour, use the
368 extended regular expression C<(?: ... )> instead.)  But if you never
369 use C<$&>, C<$`> or C<$'>, then patterns I<without> capturing
370 parentheses will not be penalized.  So avoid C<$&>, C<$'>, and C<$`>
371 if you can, but if you can't (and some algorithms really appreciate
372 them), once you've used them once, use them at will, because you've
373 already paid the price.  As of 5.005, C<$&> is not so costly as the
374 other two.
375
376 Backslashed metacharacters in Perl are alphanumeric, such as C<\b>,
377 C<\w>, C<\n>.  Unlike some other regular expression languages, there
378 are no backslashed symbols that aren't alphanumeric.  So anything
379 that looks like \\, \(, \), \E<lt>, \E<gt>, \{, or \} is always
380 interpreted as a literal character, not a metacharacter.  This was
381 once used in a common idiom to disable or quote the special meanings
382 of regular expression metacharacters in a string that you want to
383 use for a pattern. Simply quote all non-alphanumeric characters:
384
385     $pattern =~ s/(\W)/\\$1/g;
386
387 Today it is more common to use the quotemeta() function or the C<\Q>
388 metaquoting escape sequence to disable all metacharacters' special
389 meanings like this:
390
391     /$unquoted\Q$quoted\E$unquoted/
392
393 Beware that if you put literal backslashes (those not inside
394 interpolated variables) between C<\Q> and C<\E>, double-quotish
395 backslash interpolation may lead to confusing results.  If you
396 I<need> to use literal backslashes within C<\Q...\E>,
397 consult L<perlop/"Gory details of parsing quoted constructs">.
398
399 =head2 Extended Patterns
400
401 Perl also defines a consistent extension syntax for features not
402 found in standard tools like B<awk> and B<lex>.  The syntax is a
403 pair of parentheses with a question mark as the first thing within
404 the parentheses.  The character after the question mark indicates
405 the extension.
406
407 The stability of these extensions varies widely.  Some have been
408 part of the core language for many years.  Others are experimental
409 and may change without warning or be completely removed.  Check
410 the documentation on an individual feature to verify its current
411 status.
412
413 A question mark was chosen for this and for the minimal-matching
414 construct because 1) question marks are rare in older regular
415 expressions, and 2) whenever you see one, you should stop and
416 "question" exactly what is going on.  That's psychology...
417
418 =over 10
419
420 =item C<(?#text)>
421
422 A comment.  The text is ignored.  If the C</x> modifier enables
423 whitespace formatting, a simple C<#> will suffice.  Note that Perl closes
424 the comment as soon as it sees a C<)>, so there is no way to put a literal
425 C<)> in the comment.
426
427 =item C<(?imsx-imsx)>
428
429 One or more embedded pattern-match modifiers.  This is particularly
430 useful for dynamic patterns, such as those read in from a configuration
431 file, read in as an argument, are specified in a table somewhere,
432 etc.  Consider the case that some of which want to be case sensitive
433 and some do not.  The case insensitive ones need to include merely
434 C<(?i)> at the front of the pattern.  For example:
435
436     $pattern = "foobar";
437     if ( /$pattern/i ) { } 
438
439     # more flexible:
440
441     $pattern = "(?i)foobar";
442     if ( /$pattern/ ) { } 
443
444 Letters after a C<-> turn those modifiers off.  These modifiers are
445 localized inside an enclosing group (if any).  For example,
446
447     ( (?i) blah ) \s+ \1
448
449 will match a repeated (I<including the case>!) word C<blah> in any
450 case, assuming C<x> modifier, and no C<i> modifier outside this
451 group.
452
453 =item C<(?:pattern)>
454
455 =item C<(?imsx-imsx:pattern)>
456
457 This is for clustering, not capturing; it groups subexpressions like
458 "()", but doesn't make backreferences as "()" does.  So
459
460     @fields = split(/\b(?:a|b|c)\b/)
461
462 is like
463
464     @fields = split(/\b(a|b|c)\b/)
465
466 but doesn't spit out extra fields.  It's also cheaper not to capture
467 characters if you don't need to.
468
469 Any letters between C<?> and C<:> act as flags modifiers as with
470 C<(?imsx-imsx)>.  For example, 
471
472     /(?s-i:more.*than).*million/i
473
474 is equivalent to the more verbose
475
476     /(?:(?s-i)more.*than).*million/i
477
478 =item C<(?=pattern)>
479
480 A zero-width positive look-ahead assertion.  For example, C</\w+(?=\t)/>
481 matches a word followed by a tab, without including the tab in C<$&>.
482
483 =item C<(?!pattern)>
484
485 A zero-width negative look-ahead assertion.  For example C</foo(?!bar)/>
486 matches any occurrence of "foo" that isn't followed by "bar".  Note
487 however that look-ahead and look-behind are NOT the same thing.  You cannot
488 use this for look-behind.
489
490 If you are looking for a "bar" that isn't preceded by a "foo", C</(?!foo)bar/>
491 will not do what you want.  That's because the C<(?!foo)> is just saying that
492 the next thing cannot be "foo"--and it's not, it's a "bar", so "foobar" will
493 match.  You would have to do something like C</(?!foo)...bar/> for that.   We
494 say "like" because there's the case of your "bar" not having three characters
495 before it.  You could cover that this way: C</(?:(?!foo)...|^.{0,2})bar/>.
496 Sometimes it's still easier just to say:
497
498     if (/bar/ && $` !~ /foo$/)
499
500 For look-behind see below.
501
502 =item C<(?E<lt>=pattern)>
503
504 A zero-width positive look-behind assertion.  For example, C</(?E<lt>=\t)\w+/>
505 matches a word that follows a tab, without including the tab in C<$&>.
506 Works only for fixed-width look-behind.
507
508 =item C<(?<!pattern)>
509
510 A zero-width negative look-behind assertion.  For example C</(?<!bar)foo/>
511 matches any occurrence of "foo" that does not follow "bar".  Works
512 only for fixed-width look-behind.
513
514 =item C<(?{ code })>
515
516 B<WARNING>: This extended regular expression feature is considered
517 highly experimental, and may be changed or deleted without notice.
518
519 This zero-width assertion evaluate any embedded Perl code.  It
520 always succeeds, and its C<code> is not interpolated.  Currently,
521 the rules to determine where the C<code> ends are somewhat convoluted.
522
523 The C<code> is properly scoped in the following sense: If the assertion
524 is backtracked (compare L<"Backtracking">), all changes introduced after
525 C<local>ization are undone, so that
526
527   $_ = 'a' x 8;
528   m< 
529      (?{ $cnt = 0 })                    # Initialize $cnt.
530      (
531        a 
532        (?{
533            local $cnt = $cnt + 1;       # Update $cnt, backtracking-safe.
534        })
535      )*  
536      aaaa
537      (?{ $res = $cnt })                 # On success copy to non-localized
538                                         # location.
539    >x;
540
541 will set C<$res = 4>.  Note that after the match, $cnt returns to the globally
542 introduced value, because the scopes that restrict C<local> operators
543 are unwound.
544
545 This assertion may be used as a C<(?(condition)yes-pattern|no-pattern)>
546 switch.  If I<not> used in this way, the result of evaluation of
547 C<code> is put into the special variable C<$^R>.  This happens
548 immediately, so C<$^R> can be used from other C<(?{ code })> assertions
549 inside the same regular expression.
550
551 The assignment to C<$^R> above is properly localized, so the old
552 value of C<$^R> is restored if the assertion is backtracked; compare
553 L<"Backtracking">.
554
555 For reasons of security, this construct is forbidden if the regular
556 expression involves run-time interpolation of variables, unless the
557 perilous C<use re 'eval'> pragma has been used (see L<re>), or the
558 variables contain results of C<qr//> operator (see
559 L<perlop/"qr/STRING/imosx">).  
560
561 This restriction is because of the wide-spread and remarkably convenient
562 custom of using run-time determined strings as patterns.  For example:
563
564     $re = <>;
565     chomp $re;
566     $string =~ /$re/;
567
568 Before Perl knew how to execute interpolated code within a pattern,
569 this operation was completely safe from a security point of view,
570 although it could raise an exception from an illegal pattern.  If
571 you turn on the C<use re 'eval'>, though, it is no longer secure,
572 so you should only do so if you are also using taint checking.
573 Better yet, use the carefully constrained evaluation within a Safe
574 module.  See L<perlsec> for details about both these mechanisms.
575
576 =item C<(?p{ code })>
577
578 B<WARNING>: This extended regular expression feature is considered
579 highly experimental, and may be changed or deleted without notice.
580 A simplified version of the syntax may be introduced for commonly
581 used idioms.
582
583 This is a "postponed" regular subexpression.  The C<code> is evaluated
584 at run time, at the moment this subexpression may match.  The result
585 of evaluation is considered as a regular expression and matched as
586 if it were inserted instead of this construct.
587
588 The C<code> is not interpolated.  As before, the rules to determine
589 where the C<code> ends are currently somewhat convoluted.
590
591 The following pattern matches a parenthesized group:
592
593   $re = qr{
594              \(
595              (?:
596                 (?> [^()]+ )    # Non-parens without backtracking
597               |
598                 (?p{ $re })     # Group with matching parens
599              )*
600              \)
601           }x;
602
603 =item C<(?E<gt>pattern)>
604
605 B<WARNING>: This extended regular expression feature is considered
606 highly experimental, and may be changed or deleted without notice.
607
608 An "independent" subexpression, one which matches the substring
609 that a I<standalone> C<pattern> would match if anchored at the given
610 position, and it matches I<nothing other than this substring>.  This
611 construct is useful for optimizations of what would otherwise be
612 "eternal" matches, because it will not backtrack (see L<"Backtracking">).
613 It may also be useful in places where the "grab all you can, and do not
614 give anything back" semantic is desirable.
615
616 For example: C<^(?E<gt>a*)ab> will never match, since C<(?E<gt>a*)>
617 (anchored at the beginning of string, as above) will match I<all>
618 characters C<a> at the beginning of string, leaving no C<a> for
619 C<ab> to match.  In contrast, C<a*ab> will match the same as C<a+b>,
620 since the match of the subgroup C<a*> is influenced by the following
621 group C<ab> (see L<"Backtracking">).  In particular, C<a*> inside
622 C<a*ab> will match fewer characters than a standalone C<a*>, since
623 this makes the tail match.
624
625 An effect similar to C<(?E<gt>pattern)> may be achieved by writing
626 C<(?=(pattern))\1>.  This matches the same substring as a standalone
627 C<a+>, and the following C<\1> eats the matched string; it therefore
628 makes a zero-length assertion into an analogue of C<(?E<gt>...)>.
629 (The difference between these two constructs is that the second one
630 uses a capturing group, thus shifting ordinals of backreferences
631 in the rest of a regular expression.)
632
633 Consider this pattern:
634
635     m{ \(
636           ( 
637             [^()]+              # x+
638           | 
639             \( [^()]* \)
640           )+
641        \) 
642      }x
643
644 That will efficiently match a nonempty group with matching parentheses
645 two levels deep or less.  However, if there is no such group, it
646 will take virtually forever on a long string.  That's because there
647 are so many different ways to split a long string into several
648 substrings.  This is what C<(.+)+> is doing, and C<(.+)+> is similar
649 to a subpattern of the above pattern.  Consider how the pattern
650 above detects no-match on C<((()aaaaaaaaaaaaaaaaaa> in several
651 seconds, but that each extra letter doubles this time.  This
652 exponential performance will make it appear that your program has
653 hung.  However, a tiny change to this pattern
654
655     m{ \( 
656           ( 
657             (?> [^()]+ )        # change x+ above to (?> x+ )
658           | 
659             \( [^()]* \)
660           )+
661        \) 
662      }x
663
664 which uses C<(?E<gt>...)> matches exactly when the one above does (verifying
665 this yourself would be a productive exercise), but finishes in a fourth
666 the time when used on a similar string with 1000000 C<a>s.  Be aware,
667 however, that this pattern currently triggers a warning message under
668 B<-w> saying it C<"matches the null string many times">):
669
670 On simple groups, such as the pattern C<(?E<gt> [^()]+ )>, a comparable
671 effect may be achieved by negative look-ahead, as in C<[^()]+ (?! [^()] )>.
672 This was only 4 times slower on a string with 1000000 C<a>s.
673
674 The "grab all you can, and do not give anything back" semantic is desirable
675 in many situations where on the first sight a simple C<()*> looks like
676 the correct solution.  Suppose we parse text with comments being delimited
677 by C<#> followed by some optional (horizontal) whitespace.  Contrary to
678 its appearence, C<#[ \t]*> I<is not> the correct subexpression to match
679 the comment delimiter, because it may "give up" some whitespace if
680 the remainder of the pattern can be made to match that way.  The correct
681 answer is either one of these:
682
683     (?>#[ \t]*)
684     #[ \t]*(?![ \t])
685
686 For example, to grab non-empty comments into $1, one should use either
687 one of these:
688
689     / (?> \# [ \t]* ) (        .+ ) /x;
690     /     \# [ \t]*   ( [^ \t] .* ) /x;
691
692 Which one you pick depends on which of these expressions better reflects
693 the above specification of comments.
694
695 =item C<(?(condition)yes-pattern|no-pattern)>
696
697 =item C<(?(condition)yes-pattern)>
698
699 B<WARNING>: This extended regular expression feature is considered
700 highly experimental, and may be changed or deleted without notice.
701
702 Conditional expression.  C<(condition)> should be either an integer in
703 parentheses (which is valid if the corresponding pair of parentheses
704 matched), or look-ahead/look-behind/evaluate zero-width assertion.
705
706 For example:
707
708     m{ ( \( )? 
709        [^()]+ 
710        (?(1) \) ) 
711      }x
712
713 matches a chunk of non-parentheses, possibly included in parentheses
714 themselves.
715
716 =back
717
718 =head2 Backtracking
719
720 A fundamental feature of regular expression matching involves the
721 notion called I<backtracking>, which is currently used (when needed)
722 by all regular expression quantifiers, namely C<*>, C<*?>, C<+>,
723 C<+?>, C<{n,m}>, and C<{n,m}?>.  Backtracking is often optimized
724 internally, but the general principle outlined here is valid.
725
726 For a regular expression to match, the I<entire> regular expression must
727 match, not just part of it.  So if the beginning of a pattern containing a
728 quantifier succeeds in a way that causes later parts in the pattern to
729 fail, the matching engine backs up and recalculates the beginning
730 part--that's why it's called backtracking.
731
732 Here is an example of backtracking:  Let's say you want to find the
733 word following "foo" in the string "Food is on the foo table.":
734
735     $_ = "Food is on the foo table.";
736     if ( /\b(foo)\s+(\w+)/i ) {
737         print "$2 follows $1.\n";
738     }
739
740 When the match runs, the first part of the regular expression (C<\b(foo)>)
741 finds a possible match right at the beginning of the string, and loads up
742 $1 with "Foo".  However, as soon as the matching engine sees that there's
743 no whitespace following the "Foo" that it had saved in $1, it realizes its
744 mistake and starts over again one character after where it had the
745 tentative match.  This time it goes all the way until the next occurrence
746 of "foo". The complete regular expression matches this time, and you get
747 the expected output of "table follows foo."
748
749 Sometimes minimal matching can help a lot.  Imagine you'd like to match
750 everything between "foo" and "bar".  Initially, you write something
751 like this:
752
753     $_ =  "The food is under the bar in the barn.";
754     if ( /foo(.*)bar/ ) {
755         print "got <$1>\n";
756     }
757
758 Which perhaps unexpectedly yields:
759
760   got <d is under the bar in the >
761
762 That's because C<.*> was greedy, so you get everything between the
763 I<first> "foo" and the I<last> "bar".  Here it's more effective
764 to use minimal matching to make sure you get the text between a "foo"
765 and the first "bar" thereafter.
766
767     if ( /foo(.*?)bar/ ) { print "got <$1>\n" }
768   got <d is under the >
769
770 Here's another example: let's say you'd like to match a number at the end
771 of a string, and you also want to keep the preceding part the match.
772 So you write this:
773
774     $_ = "I have 2 numbers: 53147";
775     if ( /(.*)(\d*)/ ) {                                # Wrong!
776         print "Beginning is <$1>, number is <$2>.\n";
777     }
778
779 That won't work at all, because C<.*> was greedy and gobbled up the
780 whole string. As C<\d*> can match on an empty string the complete
781 regular expression matched successfully.
782
783     Beginning is <I have 2 numbers: 53147>, number is <>.
784
785 Here are some variants, most of which don't work:
786
787     $_ = "I have 2 numbers: 53147";
788     @pats = qw{
789         (.*)(\d*)
790         (.*)(\d+)
791         (.*?)(\d*)
792         (.*?)(\d+)
793         (.*)(\d+)$
794         (.*?)(\d+)$
795         (.*)\b(\d+)$
796         (.*\D)(\d+)$
797     };
798
799     for $pat (@pats) {
800         printf "%-12s ", $pat;
801         if ( /$pat/ ) {
802             print "<$1> <$2>\n";
803         } else {
804             print "FAIL\n";
805         }
806     }
807
808 That will print out:
809
810     (.*)(\d*)    <I have 2 numbers: 53147> <>
811     (.*)(\d+)    <I have 2 numbers: 5314> <7>
812     (.*?)(\d*)   <> <>
813     (.*?)(\d+)   <I have > <2>
814     (.*)(\d+)$   <I have 2 numbers: 5314> <7>
815     (.*?)(\d+)$  <I have 2 numbers: > <53147>
816     (.*)\b(\d+)$ <I have 2 numbers: > <53147>
817     (.*\D)(\d+)$ <I have 2 numbers: > <53147>
818
819 As you see, this can be a bit tricky.  It's important to realize that a
820 regular expression is merely a set of assertions that gives a definition
821 of success.  There may be 0, 1, or several different ways that the
822 definition might succeed against a particular string.  And if there are
823 multiple ways it might succeed, you need to understand backtracking to
824 know which variety of success you will achieve.
825
826 When using look-ahead assertions and negations, this can all get even
827 tricker.  Imagine you'd like to find a sequence of non-digits not
828 followed by "123".  You might try to write that as
829
830     $_ = "ABC123";
831     if ( /^\D*(?!123)/ ) {              # Wrong!
832         print "Yup, no 123 in $_\n";
833     }
834
835 But that isn't going to match; at least, not the way you're hoping.  It
836 claims that there is no 123 in the string.  Here's a clearer picture of
837 why it that pattern matches, contrary to popular expectations:
838
839     $x = 'ABC123' ;
840     $y = 'ABC445' ;
841
842     print "1: got $1\n" if $x =~ /^(ABC)(?!123)/ ;
843     print "2: got $1\n" if $y =~ /^(ABC)(?!123)/ ;
844
845     print "3: got $1\n" if $x =~ /^(\D*)(?!123)/ ;
846     print "4: got $1\n" if $y =~ /^(\D*)(?!123)/ ;
847
848 This prints
849
850     2: got ABC
851     3: got AB
852     4: got ABC
853
854 You might have expected test 3 to fail because it seems to a more
855 general purpose version of test 1.  The important difference between
856 them is that test 3 contains a quantifier (C<\D*>) and so can use
857 backtracking, whereas test 1 will not.  What's happening is
858 that you've asked "Is it true that at the start of $x, following 0 or more
859 non-digits, you have something that's not 123?"  If the pattern matcher had
860 let C<\D*> expand to "ABC", this would have caused the whole pattern to
861 fail.
862
863 The search engine will initially match C<\D*> with "ABC".  Then it will
864 try to match C<(?!123> with "123", which fails.  But because
865 a quantifier (C<\D*>) has been used in the regular expression, the
866 search engine can backtrack and retry the match differently
867 in the hope of matching the complete regular expression.
868
869 The pattern really, I<really> wants to succeed, so it uses the
870 standard pattern back-off-and-retry and lets C<\D*> expand to just "AB" this
871 time.  Now there's indeed something following "AB" that is not
872 "123".  It's "C123", which suffices.
873
874 We can deal with this by using both an assertion and a negation.
875 We'll say that the first part in $1 must be followed both by a digit
876 and by something that's not "123".  Remember that the look-aheads
877 are zero-width expressions--they only look, but don't consume any
878 of the string in their match.  So rewriting this way produces what
879 you'd expect; that is, case 5 will fail, but case 6 succeeds:
880
881     print "5: got $1\n" if $x =~ /^(\D*)(?=\d)(?!123)/ ;
882     print "6: got $1\n" if $y =~ /^(\D*)(?=\d)(?!123)/ ;
883
884     6: got ABC
885
886 In other words, the two zero-width assertions next to each other work as though
887 they're ANDed together, just as you'd use any built-in assertions:  C</^$/>
888 matches only if you're at the beginning of the line AND the end of the
889 line simultaneously.  The deeper underlying truth is that juxtaposition in
890 regular expressions always means AND, except when you write an explicit OR
891 using the vertical bar.  C</ab/> means match "a" AND (then) match "b",
892 although the attempted matches are made at different positions because "a"
893 is not a zero-width assertion, but a one-width assertion.
894
895 B<WARNING>: particularly complicated regular expressions can take
896 exponential time to solve because of the immense number of possible
897 ways they can use backtracking to try match.  For example, without
898 internal optimizations done by the regular expression engine, this will
899 take a painfully long time to run:
900
901     'aaaaaaaaaaaa' =~ /((a{0,5}){0,5}){0,5}[c]/
902
903 And if you used C<*>'s instead of limiting it to 0 through 5 matches,
904 then it would take forever--or until you ran out of stack space.
905
906 A powerful tool for optimizing such beasts is what is known as an
907 "independent group",
908 which does not backtrack (see L<C<(?E<gt>pattern)>>).  Note also that
909 zero-length look-ahead/look-behind assertions will not backtrack to make
910 the tail match, since they are in "logical" context: only 
911 whether they match is considered relevant.  For an example
912 where side-effects of look-ahead I<might> have influenced the
913 following match, see L<C<(?E<gt>pattern)>>.
914
915 =head2 Version 8 Regular Expressions
916
917 In case you're not familiar with the "regular" Version 8 regex
918 routines, here are the pattern-matching rules not described above.
919
920 Any single character matches itself, unless it is a I<metacharacter>
921 with a special meaning described here or above.  You can cause
922 characters that normally function as metacharacters to be interpreted
923 literally by prefixing them with a "\" (e.g., "\." matches a ".", not any
924 character; "\\" matches a "\").  A series of characters matches that
925 series of characters in the target string, so the pattern C<blurfl>
926 would match "blurfl" in the target string.
927
928 You can specify a character class, by enclosing a list of characters
929 in C<[]>, which will match any one character from the list.  If the
930 first character after the "[" is "^", the class matches any character not
931 in the list.  Within a list, the "-" character specifies a
932 range, so that C<a-z> represents all characters between "a" and "z",
933 inclusive.  If you want "-" itself to be a member of a class, put it
934 at the start or end of the list, or escape it with a backslash.  (The
935 following all specify the same class of three characters: C<[-az]>,
936 C<[az-]>, and C<[a\-z]>.  All are different from C<[a-z]>, which
937 specifies a class containing twenty-six characters.)
938
939 Note also that the whole range idea is rather unportable between
940 character sets--and even within character sets they may cause results
941 you probably didn't expect.  A sound principle is to use only ranges
942 that begin from and end at either alphabets of equal case ([a-e],
943 [A-E]), or digits ([0-9]).  Anything else is unsafe.  If in doubt,
944 spell out the character sets in full.
945
946 Characters may be specified using a metacharacter syntax much like that
947 used in C: "\n" matches a newline, "\t" a tab, "\r" a carriage return,
948 "\f" a form feed, etc.  More generally, \I<nnn>, where I<nnn> is a string
949 of octal digits, matches the character whose ASCII value is I<nnn>.
950 Similarly, \xI<nn>, where I<nn> are hexadecimal digits, matches the
951 character whose ASCII value is I<nn>. The expression \cI<x> matches the
952 ASCII character control-I<x>.  Finally, the "." metacharacter matches any
953 character except "\n" (unless you use C</s>).
954
955 You can specify a series of alternatives for a pattern using "|" to
956 separate them, so that C<fee|fie|foe> will match any of "fee", "fie",
957 or "foe" in the target string (as would C<f(e|i|o)e>).  The
958 first alternative includes everything from the last pattern delimiter
959 ("(", "[", or the beginning of the pattern) up to the first "|", and
960 the last alternative contains everything from the last "|" to the next
961 pattern delimiter.  That's why it's common practice to include
962 alternatives in parentheses: to minimize confusion about where they
963 start and end.
964
965 Alternatives are tried from left to right, so the first
966 alternative found for which the entire expression matches, is the one that
967 is chosen. This means that alternatives are not necessarily greedy. For
968 example: when matching C<foo|foot> against "barefoot", only the "foo"
969 part will match, as that is the first alternative tried, and it successfully
970 matches the target string. (This might not seem important, but it is
971 important when you are capturing matched text using parentheses.)
972
973 Also remember that "|" is interpreted as a literal within square brackets,
974 so if you write C<[fee|fie|foe]> you're really only matching C<[feio|]>.
975
976 Within a pattern, you may designate subpatterns for later reference
977 by enclosing them in parentheses, and you may refer back to the
978 I<n>th subpattern later in the pattern using the metacharacter
979 \I<n>.  Subpatterns are numbered based on the left to right order
980 of their opening parenthesis.  A backreference matches whatever
981 actually matched the subpattern in the string being examined, not
982 the rules for that subpattern.  Therefore, C<(0|0x)\d*\s\1\d*> will
983 match "0x1234 0x4321", but not "0x1234 01234", because subpattern
984 1 matched "0x", even though the rule C<0|0x> could potentially match
985 the leading 0 in the second number.
986
987 =head2 Warning on \1 vs $1
988
989 Some people get too used to writing things like:
990
991     $pattern =~ s/(\W)/\\\1/g;
992
993 This is grandfathered for the RHS of a substitute to avoid shocking the
994 B<sed> addicts, but it's a dirty habit to get into.  That's because in
995 PerlThink, the righthand side of a C<s///> is a double-quoted string.  C<\1> in
996 the usual double-quoted string means a control-A.  The customary Unix
997 meaning of C<\1> is kludged in for C<s///>.  However, if you get into the habit
998 of doing that, you get yourself into trouble if you then add an C</e>
999 modifier.
1000
1001     s/(\d+)/ \1 + 1 /eg;        # causes warning under -w
1002
1003 Or if you try to do
1004
1005     s/(\d+)/\1000/;
1006
1007 You can't disambiguate that by saying C<\{1}000>, whereas you can fix it with
1008 C<${1}000>.  The operation of interpolation should not be confused
1009 with the operation of matching a backreference.  Certainly they mean two
1010 different things on the I<left> side of the C<s///>.
1011
1012 =head2 Repeated patterns matching zero-length substring
1013
1014 B<WARNING>: Difficult material (and prose) ahead.  This section needs a rewrite.
1015
1016 Regular expressions provide a terse and powerful programming language.  As
1017 with most other power tools, power comes together with the ability
1018 to wreak havoc.
1019
1020 A common abuse of this power stems from the ability to make infinite
1021 loops using regular expressions, with something as innocuous as:
1022
1023     'foo' =~ m{ ( o? )* }x;
1024
1025 The C<o?> can match at the beginning of C<'foo'>, and since the position
1026 in the string is not moved by the match, C<o?> would match again and again
1027 because of the C<*> modifier.  Another common way to create a similar cycle
1028 is with the looping modifier C<//g>:
1029
1030     @matches = ( 'foo' =~ m{ o? }xg );
1031
1032 or
1033
1034     print "match: <$&>\n" while 'foo' =~ m{ o? }xg;
1035
1036 or the loop implied by split().
1037
1038 However, long experience has shown that many programming tasks may
1039 be significantly simplified by using repeated subexpressions that
1040 may match zero-length substrings.  Here's a simple example being:
1041
1042     @chars = split //, $string;           # // is not magic in split
1043     ($whitewashed = $string) =~ s/()/ /g; # parens avoid magic s// /
1044
1045 Thus Perl allows such constructs, by I<forcefully breaking
1046 the infinite loop>.  The rules for this are different for lower-level
1047 loops given by the greedy modifiers C<*+{}>, and for higher-level
1048 ones like the C</g> modifier or split() operator.
1049
1050 The lower-level loops are I<interrupted> (that is, the loop is
1051 broken) when Perl detects that a repeated expression matched a
1052 zero-length substring.   Thus
1053
1054    m{ (?: NON_ZERO_LENGTH | ZERO_LENGTH )* }x;
1055
1056 is made equivalent to 
1057
1058    m{   (?: NON_ZERO_LENGTH )* 
1059       | 
1060         (?: ZERO_LENGTH )? 
1061     }x;
1062
1063 The higher level-loops preserve an additional state between iterations:
1064 whether the last match was zero-length.  To break the loop, the following 
1065 match after a zero-length match is prohibited to have a length of zero.
1066 This prohibition interacts with backtracking (see L<"Backtracking">), 
1067 and so the I<second best> match is chosen if the I<best> match is of
1068 zero length.
1069
1070 For example:
1071
1072     $_ = 'bar';
1073     s/\w??/<$&>/g;
1074
1075 results in C<"<><b><><a><><r><>">.  At each position of the string the best
1076 match given by non-greedy C<??> is the zero-length match, and the I<second 
1077 best> match is what is matched by C<\w>.  Thus zero-length matches
1078 alternate with one-character-long matches.
1079
1080 Similarly, for repeated C<m/()/g> the second-best match is the match at the 
1081 position one notch further in the string.
1082
1083 The additional state of being I<matched with zero-length> is associated with
1084 the matched string, and is reset by each assignment to pos().
1085 Zero-length matches at the end of the previous match are ignored
1086 during C<split>.
1087
1088 =head2 Creating custom RE engines
1089
1090 Overloaded constants (see L<overload>) provide a simple way to extend
1091 the functionality of the RE engine.
1092
1093 Suppose that we want to enable a new RE escape-sequence C<\Y|> which
1094 matches at boundary between white-space characters and non-whitespace
1095 characters.  Note that C<(?=\S)(?<!\S)|(?!\S)(?<=\S)> matches exactly
1096 at these positions, so we want to have each C<\Y|> in the place of the
1097 more complicated version.  We can create a module C<customre> to do
1098 this:
1099
1100     package customre;
1101     use overload;
1102
1103     sub import {
1104       shift;
1105       die "No argument to customre::import allowed" if @_;
1106       overload::constant 'qr' => \&convert;
1107     }
1108
1109     sub invalid { die "/$_[0]/: invalid escape '\\$_[1]'"}
1110
1111     my %rules = ( '\\' => '\\', 
1112                   'Y|' => qr/(?=\S)(?<!\S)|(?!\S)(?<=\S)/ );
1113     sub convert {
1114       my $re = shift;
1115       $re =~ s{ 
1116                 \\ ( \\ | Y . )
1117               }
1118               { $rules{$1} or invalid($re,$1) }sgex; 
1119       return $re;
1120     }
1121
1122 Now C<use customre> enables the new escape in constant regular
1123 expressions, i.e., those without any runtime variable interpolations.
1124 As documented in L<overload>, this conversion will work only over
1125 literal parts of regular expressions.  For C<\Y|$re\Y|> the variable
1126 part of this regular expression needs to be converted explicitly
1127 (but only if the special meaning of C<\Y|> should be enabled inside $re):
1128
1129     use customre;
1130     $re = <>;
1131     chomp $re;
1132     $re = customre::convert $re;
1133     /\Y|$re\Y|/;
1134
1135 =head1 BUGS
1136
1137 This document varies from difficult to understand to completely
1138 and utterly opaque.  The wandering prose riddled with jargon is
1139 hard to fathom in several places.
1140
1141 This document needs a rewrite that separates the tutorial content
1142 from the reference content.
1143
1144 =head1 SEE ALSO
1145
1146 L<perlop/"Regexp Quote-Like Operators">.
1147
1148 L<perlop/"Gory details of parsing quoted constructs">.
1149
1150 L<perlfaq6>.
1151
1152 L<perlfunc/pos>.
1153
1154 L<perllocale>.
1155
1156 I<Mastering Regular Expressions> by Jeffrey Friedl, published
1157 by O'Reilly and Associates.