This is a live mirror of the Perl 5 development currently hosted at https://github.com/perl/perl5
Explain //g and \G issues
[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 C<m//> and C<s///> in
10 L<perlop>.
11
12 The matching operations can have various modifiers.  The modifiers
13 which relate to the interpretation of the regular expression inside
14 are listed below.  For the modifiers that alter the behaviour of the
15 operation, see L<perlop/"m//"> and L<perlop/"s//">.
16
17 =over 4
18
19 =item i
20
21 Do case-insensitive pattern matching.
22
23 If C<use locale> is in effect, the case map is taken from the current
24 locale.  See L<perllocale>.
25
26 =item m
27
28 Treat string as multiple lines.  That is, change "^" and "$" from matching
29 at only the very start or end of the string to the start or end of any
30 line anywhere within the string,
31
32 =item s
33
34 Treat string as single line.  That is, change "." to match any character
35 whatsoever, even a newline, which it normally would not match.
36
37 =item x
38
39 Extend your pattern's legibility by permitting whitespace and comments.
40
41 =back
42
43 These are usually written as "the C</x> modifier", even though the delimiter
44 in question might not actually be a slash.  In fact, any of these
45 modifiers may also be embedded within the regular expression itself using
46 the new C<(?...)> construct.  See below.
47
48 The C</x> modifier itself needs a little more explanation.  It tells
49 the regular expression parser to ignore whitespace that is neither
50 backslashed nor within a character class.  You can use this to break up
51 your regular expression into (slightly) more readable parts.  The C<#>
52 character is also treated as a metacharacter introducing a comment,
53 just as in ordinary Perl code.  This also means that if you want real
54 whitespace or C<#> characters in the pattern that you'll have to either
55 escape them or encode them using octal or hex escapes.  Taken together,
56 these features go a long way towards making Perl's regular expressions
57 more readable.  See the C comment deletion code in L<perlop>.
58
59 =head2 Regular Expressions
60
61 The patterns used in pattern matching are regular expressions such as
62 those supplied in the Version 8 regexp routines.  (In fact, the
63 routines are derived (distantly) from Henry Spencer's freely
64 redistributable reimplementation of the V8 routines.)
65 See L<Version 8 Regular Expressions> for details.
66
67 In particular the following metacharacters have their standard I<egrep>-ish
68 meanings:
69
70     \   Quote the next metacharacter
71     ^   Match the beginning of the line
72     .   Match any character (except newline)
73     $   Match the end of the line (or before newline at the end)
74     |   Alternation
75     ()  Grouping
76     []  Character class
77
78 By default, the "^" character is guaranteed to match at only the
79 beginning of the string, the "$" character at only the end (or before the
80 newline at the end) and Perl does certain optimizations with the
81 assumption that the string contains only one line.  Embedded newlines
82 will not be matched by "^" or "$".  You may, however, wish to treat a
83 string as a multi-line buffer, such that the "^" will match after any
84 newline within the string, and "$" will match before any newline.  At the
85 cost of a little more overhead, you can do this by using the /m modifier
86 on the pattern match operator.  (Older programs did this by setting C<$*>,
87 but this practice is now deprecated.)
88
89 To facilitate multi-line substitutions, the "." character never matches a
90 newline unless you use the C</s> modifier, which in effect tells Perl to pretend
91 the string is a single line--even if it isn't.  The C</s> modifier also
92 overrides the setting of C<$*>, in case you have some (badly behaved) older
93 code that sets it in another module.
94
95 The following standard quantifiers are recognized:
96
97     *      Match 0 or more times
98     +      Match 1 or more times
99     ?      Match 1 or 0 times
100     {n}    Match exactly n times
101     {n,}   Match at least n times
102     {n,m}  Match at least n but not more than m times
103
104 (If a curly bracket occurs in any other context, it is treated
105 as a regular character.)  The "*" modifier is equivalent to C<{0,}>, the "+"
106 modifier to C<{1,}>, and the "?" modifier to C<{0,1}>.  n and m are limited
107 to integral values less than 65536.
108
109 By default, a quantified subpattern is "greedy", that is, it will match as
110 many times as possible (given a particular starting location) while still
111 allowing the rest of the pattern to match.  If you want it to match the
112 minimum number of times possible, follow the quantifier with a "?".  Note
113 that the meanings don't change, just the "greediness":
114
115     *?     Match 0 or more times
116     +?     Match 1 or more times
117     ??     Match 0 or 1 time
118     {n}?   Match exactly n times
119     {n,}?  Match at least n times
120     {n,m}? Match at least n but not more than m times
121
122 Because patterns are processed as double quoted strings, the following
123 also work:
124
125     \t          tab                   (HT, TAB)
126     \n          newline               (LF, NL)
127     \r          return                (CR)
128     \f          form feed             (FF)
129     \a          alarm (bell)          (BEL)
130     \e          escape (think troff)  (ESC)
131     \033        octal char (think of a PDP-11)
132     \x1B        hex char
133     \c[         control char
134     \l          lowercase next char (think vi)
135     \u          uppercase next char (think vi)
136     \L          lowercase till \E (think vi)
137     \U          uppercase till \E (think vi)
138     \E          end case modification (think vi)
139     \Q          quote regexp metacharacters till \E
140
141 If C<use locale> is in effect, the case map used by C<\l>, C<\L>, C<\u>
142 and <\U> is taken from the current locale.  See L<perllocale>.
143
144 In addition, Perl defines the following:
145
146     \w  Match a "word" character (alphanumeric plus "_")
147     \W  Match a non-word character
148     \s  Match a whitespace character
149     \S  Match a non-whitespace character
150     \d  Match a digit character
151     \D  Match a non-digit character
152
153 Note that C<\w> matches a single alphanumeric character, not a whole
154 word.  To match a word you'd need to say C<\w+>.  If C<use locale> is in
155 effect, the list of alphabetic characters generated by C<\w> is taken
156 from the current locale.  See L<perllocale>. You may use C<\w>, C<\W>,
157 C<\s>, C<\S>, C<\d>, and C<\D> within character classes (though not as
158 either end of a range).
159
160 Perl defines the following zero-width assertions:
161
162     \b  Match a word boundary
163     \B  Match a non-(word boundary)
164     \A  Match at only beginning of string
165     \Z  Match at only end of string (or before newline at the end)
166     \G  Match only where previous m//g left off (works only with /g)
167
168 A word boundary (C<\b>) is defined as a spot between two characters that
169 has a C<\w> on one side of it and a C<\W> on the other side of it (in
170 either order), counting the imaginary characters off the beginning and
171 end of the string as matching a C<\W>.  (Within character classes C<\b>
172 represents backspace rather than a word boundary.)  The C<\A> and C<\Z> are
173 just like "^" and "$" except that they won't match multiple times when the
174 C</m> modifier is used, while "^" and "$" will match at every internal line
175 boundary.  To match the actual end of the string, not ignoring newline,
176 you can use C<\Z(?!\n)>.  The C<\G> assertion can be used to chain global
177 matches (using C<m//g>), as described in
178 L<perlop/"Regexp Quote-Like Operators">.
179
180 It is also useful when writing C<lex>-like scanners, when you have several
181 regexps which you want to match against consequent substrings of your
182 string, see the previous reference.
183 The actual location where C<\G> will match can also be influenced
184 by using C<pos()> as an lvalue.  See L<perlfunc/pos>.
185
186 When the bracketing construct C<( ... )> is used, \E<lt>digitE<gt> matches the
187 digit'th substring.  Outside of the pattern, always use "$" instead of "\"
188 in front of the digit.  (While the \E<lt>digitE<gt> notation can on rare occasion work
189 outside the current pattern, this should not be relied upon.  See the
190 WARNING below.) The scope of $E<lt>digitE<gt> (and C<$`>, C<$&>, and C<$'>)
191 extends to the end of the enclosing BLOCK or eval string, or to the next
192 successful pattern match, whichever comes first.  If you want to use
193 parentheses to delimit a subpattern (e.g., a set of alternatives) without
194 saving it as a subpattern, follow the ( with a ?:.
195
196 You may have as many parentheses as you wish.  If you have more
197 than 9 substrings, the variables $10, $11, ... refer to the
198 corresponding substring.  Within the pattern, \10, \11, etc. refer back
199 to substrings if there have been at least that many left parentheses before
200 the backreference.  Otherwise (for backward compatibility) \10 is the
201 same as \010, a backspace, and \11 the same as \011, a tab.  And so
202 on.  (\1 through \9 are always backreferences.)
203
204 C<$+> returns whatever the last bracket match matched.  C<$&> returns the
205 entire matched string.  (C<$0> used to return the same thing, but not any
206 more.)  C<$`> returns everything before the matched string.  C<$'> returns
207 everything after the matched string.  Examples:
208
209     s/^([^ ]*) *([^ ]*)/$2 $1/;     # swap first two words
210
211     if (/Time: (..):(..):(..)/) {
212         $hours = $1;
213         $minutes = $2;
214         $seconds = $3;
215     }
216
217 Once perl sees that you need one of C<$&>, C<$`> or C<$'> anywhere in
218 the program, it has to provide them on each and every pattern match.
219 This can slow your program down.  The same mechanism that handles
220 these provides for the use of $1, $2, etc., so you pay the same price
221 for each regexp that contains capturing parentheses. But if you never
222 use $&, etc., in your script, then regexps I<without> capturing
223 parentheses won't be penalized. So avoid $&, $', and $` if you can,
224 but if you can't (and some algorithms really appreciate them), once
225 you've used them once, use them at will, because you've already paid
226 the price.
227
228 You will note that all backslashed metacharacters in Perl are
229 alphanumeric, such as C<\b>, C<\w>, C<\n>.  Unlike some other regular expression
230 languages, there are no backslashed symbols that aren't alphanumeric.
231 So anything that looks like \\, \(, \), \E<lt>, \E<gt>, \{, or \} is always
232 interpreted as a literal character, not a metacharacter.  This makes it
233 simple to quote a string that you want to use for a pattern but that
234 you are afraid might contain metacharacters.  Quote simply all the
235 non-alphanumeric characters:
236
237     $pattern =~ s/(\W)/\\$1/g;
238
239 You can also use the builtin quotemeta() function to do this.
240 An even easier way to quote metacharacters right in the match operator
241 is to say
242
243     /$unquoted\Q$quoted\E$unquoted/
244
245 Perl defines a consistent extension syntax for regular expressions.
246 The syntax is a pair of parentheses with a question mark as the first
247 thing within the parentheses (this was a syntax error in older
248 versions of Perl).  The character after the question mark gives the
249 function of the extension.  Several extensions are already supported:
250
251 =over 10
252
253 =item (?#text)
254
255 A comment.  The text is ignored.  If the C</x> switch is used to enable
256 whitespace formatting, a simple C<#> will suffice.
257
258 =item (?:regexp)
259
260 This groups things like "()" but doesn't make backreferences like "()" does.  So
261
262     split(/\b(?:a|b|c)\b/)
263
264 is like
265
266     split(/\b(a|b|c)\b/)
267
268 but doesn't spit out extra fields.
269
270 =item (?=regexp)
271
272 A zero-width positive lookahead assertion.  For example, C</\w+(?=\t)/>
273 matches a word followed by a tab, without including the tab in C<$&>.
274
275 =item (?!regexp)
276
277 A zero-width negative lookahead assertion.  For example C</foo(?!bar)/>
278 matches any occurrence of "foo" that isn't followed by "bar".  Note
279 however that lookahead and lookbehind are NOT the same thing.  You cannot
280 use this for lookbehind: C</(?!foo)bar/> will not find an occurrence of
281 "bar" that is preceded by something which is not "foo".  That's because
282 the C<(?!foo)> is just saying that the next thing cannot be "foo"--and
283 it's not, it's a "bar", so "foobar" will match.  You would have to do
284 something like C</(?!foo)...bar/> for that.   We say "like" because there's
285 the case of your "bar" not having three characters before it.  You could
286 cover that this way: C</(?:(?!foo)...|^..?)bar/>.  Sometimes it's still
287 easier just to say:
288
289     if (/foo/ && $` =~ /bar$/)
290
291
292 =item (?imsx)
293
294 One or more embedded pattern-match modifiers.  This is particularly
295 useful for patterns that are specified in a table somewhere, some of
296 which want to be case sensitive, and some of which don't.  The case
297 insensitive ones need to include merely C<(?i)> at the front of the
298 pattern.  For example:
299
300     $pattern = "foobar";
301     if ( /$pattern/i )
302
303     # more flexible:
304
305     $pattern = "(?i)foobar";
306     if ( /$pattern/ )
307
308 =back
309
310 The specific choice of question mark for this and the new minimal
311 matching construct was because 1) question mark is pretty rare in older
312 regular expressions, and 2) whenever you see one, you should stop
313 and "question" exactly what is going on.  That's psychology...
314
315 =head2 Backtracking
316
317 A fundamental feature of regular expression matching involves the notion
318 called I<backtracking>.  which is used (when needed) by all regular
319 expression quantifiers, namely C<*>, C<*?>, C<+>, C<+?>, C<{n,m}>, and
320 C<{n,m}?>.
321
322 For a regular expression to match, the I<entire> regular expression must
323 match, not just part of it.  So if the beginning of a pattern containing a
324 quantifier succeeds in a way that causes later parts in the pattern to
325 fail, the matching engine backs up and recalculates the beginning
326 part--that's why it's called backtracking.
327
328 Here is an example of backtracking:  Let's say you want to find the
329 word following "foo" in the string "Food is on the foo table.":
330
331     $_ = "Food is on the foo table.";
332     if ( /\b(foo)\s+(\w+)/i ) {
333         print "$2 follows $1.\n";
334     }
335
336 When the match runs, the first part of the regular expression (C<\b(foo)>)
337 finds a possible match right at the beginning of the string, and loads up
338 $1 with "Foo".  However, as soon as the matching engine sees that there's
339 no whitespace following the "Foo" that it had saved in $1, it realizes its
340 mistake and starts over again one character after where it had the
341 tentative match.  This time it goes all the way until the next occurrence
342 of "foo". The complete regular expression matches this time, and you get
343 the expected output of "table follows foo."
344
345 Sometimes minimal matching can help a lot.  Imagine you'd like to match
346 everything between "foo" and "bar".  Initially, you write something
347 like this:
348
349     $_ =  "The food is under the bar in the barn.";
350     if ( /foo(.*)bar/ ) {
351         print "got <$1>\n";
352     }
353
354 Which perhaps unexpectedly yields:
355
356   got <d is under the bar in the >
357
358 That's because C<.*> was greedy, so you get everything between the
359 I<first> "foo" and the I<last> "bar".  In this case, it's more effective
360 to use minimal matching to make sure you get the text between a "foo"
361 and the first "bar" thereafter.
362
363     if ( /foo(.*?)bar/ ) { print "got <$1>\n" }
364   got <d is under the >
365
366 Here's another example: let's say you'd like to match a number at the end
367 of a string, and you also want to keep the preceding part the match.
368 So you write this:
369
370     $_ = "I have 2 numbers: 53147";
371     if ( /(.*)(\d*)/ ) {                                # Wrong!
372         print "Beginning is <$1>, number is <$2>.\n";
373     }
374
375 That won't work at all, because C<.*> was greedy and gobbled up the
376 whole string. As C<\d*> can match on an empty string the complete
377 regular expression matched successfully.
378
379     Beginning is <I have 2 numbers: 53147>, number is <>.
380
381 Here are some variants, most of which don't work:
382
383     $_ = "I have 2 numbers: 53147";
384     @pats = qw{
385         (.*)(\d*)
386         (.*)(\d+)
387         (.*?)(\d*)
388         (.*?)(\d+)
389         (.*)(\d+)$
390         (.*?)(\d+)$
391         (.*)\b(\d+)$
392         (.*\D)(\d+)$
393     };
394
395     for $pat (@pats) {
396         printf "%-12s ", $pat;
397         if ( /$pat/ ) {
398             print "<$1> <$2>\n";
399         } else {
400             print "FAIL\n";
401         }
402     }
403
404 That will print out:
405
406     (.*)(\d*)    <I have 2 numbers: 53147> <>
407     (.*)(\d+)    <I have 2 numbers: 5314> <7>
408     (.*?)(\d*)   <> <>
409     (.*?)(\d+)   <I have > <2>
410     (.*)(\d+)$   <I have 2 numbers: 5314> <7>
411     (.*?)(\d+)$  <I have 2 numbers: > <53147>
412     (.*)\b(\d+)$ <I have 2 numbers: > <53147>
413     (.*\D)(\d+)$ <I have 2 numbers: > <53147>
414
415 As you see, this can be a bit tricky.  It's important to realize that a
416 regular expression is merely a set of assertions that gives a definition
417 of success.  There may be 0, 1, or several different ways that the
418 definition might succeed against a particular string.  And if there are
419 multiple ways it might succeed, you need to understand backtracking to know which variety of success you will achieve.
420
421 When using lookahead assertions and negations, this can all get even
422 tricker.  Imagine you'd like to find a sequence of non-digits not
423 followed by "123".  You might try to write that as
424
425         $_ = "ABC123";
426         if ( /^\D*(?!123)/ ) {                          # Wrong!
427             print "Yup, no 123 in $_\n";
428         }
429
430 But that isn't going to match; at least, not the way you're hoping.  It
431 claims that there is no 123 in the string.  Here's a clearer picture of
432 why it that pattern matches, contrary to popular expectations:
433
434     $x = 'ABC123' ;
435     $y = 'ABC445' ;
436
437     print "1: got $1\n" if $x =~ /^(ABC)(?!123)/ ;
438     print "2: got $1\n" if $y =~ /^(ABC)(?!123)/ ;
439
440     print "3: got $1\n" if $x =~ /^(\D*)(?!123)/ ;
441     print "4: got $1\n" if $y =~ /^(\D*)(?!123)/ ;
442
443 This prints
444
445     2: got ABC
446     3: got AB
447     4: got ABC
448
449 You might have expected test 3 to fail because it seems to a more
450 general purpose version of test 1.  The important difference between
451 them is that test 3 contains a quantifier (C<\D*>) and so can use
452 backtracking, whereas test 1 will not.  What's happening is
453 that you've asked "Is it true that at the start of $x, following 0 or more
454 non-digits, you have something that's not 123?"  If the pattern matcher had
455 let C<\D*> expand to "ABC", this would have caused the whole pattern to
456 fail.
457 The search engine will initially match C<\D*> with "ABC".  Then it will
458 try to match C<(?!123> with "123" which, of course, fails.  But because
459 a quantifier (C<\D*>) has been used in the regular expression, the
460 search engine can backtrack and retry the match differently
461 in the hope of matching the complete regular expression.
462
463 Well now,
464 the pattern really, I<really> wants to succeed, so it uses the
465 standard regexp back-off-and-retry and lets C<\D*> expand to just "AB" this
466 time.  Now there's indeed something following "AB" that is not
467 "123".  It's in fact "C123", which suffices.
468
469 We can deal with this by using both an assertion and a negation.  We'll
470 say that the first part in $1 must be followed by a digit, and in fact, it
471 must also be followed by something that's not "123".  Remember that the
472 lookaheads are zero-width expressions--they only look, but don't consume
473 any of the string in their match.  So rewriting this way produces what
474 you'd expect; that is, case 5 will fail, but case 6 succeeds:
475
476     print "5: got $1\n" if $x =~ /^(\D*)(?=\d)(?!123)/ ;
477     print "6: got $1\n" if $y =~ /^(\D*)(?=\d)(?!123)/ ;
478
479     6: got ABC
480
481 In other words, the two zero-width assertions next to each other work like
482 they're ANDed together, just as you'd use any builtin assertions:  C</^$/>
483 matches only if you're at the beginning of the line AND the end of the
484 line simultaneously.  The deeper underlying truth is that juxtaposition in
485 regular expressions always means AND, except when you write an explicit OR
486 using the vertical bar.  C</ab/> means match "a" AND (then) match "b",
487 although the attempted matches are made at different positions because "a"
488 is not a zero-width assertion, but a one-width assertion.
489
490 One warning: particularly complicated regular expressions can take
491 exponential time to solve due to the immense number of possible ways they
492 can use backtracking to try match.  For example this will take a very long
493 time to run
494
495     /((a{0,5}){0,5}){0,5}/
496
497 And if you used C<*>'s instead of limiting it to 0 through 5 matches, then
498 it would take literally forever--or until you ran out of stack space.
499
500 =head2 Version 8 Regular Expressions
501
502 In case you're not familiar with the "regular" Version 8 regexp
503 routines, here are the pattern-matching rules not described above.
504
505 Any single character matches itself, unless it is a I<metacharacter>
506 with a special meaning described here or above.  You can cause
507 characters which normally function as metacharacters to be interpreted
508 literally by prefixing them with a "\" (e.g., "\." matches a ".", not any
509 character; "\\" matches a "\").  A series of characters matches that
510 series of characters in the target string, so the pattern C<blurfl>
511 would match "blurfl" in the target string.
512
513 You can specify a character class, by enclosing a list of characters
514 in C<[]>, which will match any one of the characters in the list.  If the
515 first character after the "[" is "^", the class matches any character not
516 in the list.  Within a list, the "-" character is used to specify a
517 range, so that C<a-z> represents all the characters between "a" and "z",
518 inclusive.
519
520 Characters may be specified using a metacharacter syntax much like that
521 used in C: "\n" matches a newline, "\t" a tab, "\r" a carriage return,
522 "\f" a form feed, etc.  More generally, \I<nnn>, where I<nnn> is a string
523 of octal digits, matches the character whose ASCII value is I<nnn>.
524 Similarly, \xI<nn>, where I<nn> are hexadecimal digits, matches the
525 character whose ASCII value is I<nn>. The expression \cI<x> matches the
526 ASCII character control-I<x>.  Finally, the "." metacharacter matches any
527 character except "\n" (unless you use C</s>).
528
529 You can specify a series of alternatives for a pattern using "|" to
530 separate them, so that C<fee|fie|foe> will match any of "fee", "fie",
531 or "foe" in the target string (as would C<f(e|i|o)e>).  Note that the
532 first alternative includes everything from the last pattern delimiter
533 ("(", "[", or the beginning of the pattern) up to the first "|", and
534 the last alternative contains everything from the last "|" to the next
535 pattern delimiter.  For this reason, it's common practice to include
536 alternatives in parentheses, to minimize confusion about where they
537 start and end.  Note however that "|" is interpreted as a literal with
538 square brackets, so if you write C<[fee|fie|foe]> you're really only
539 matching C<[feio|]>.
540
541 Within a pattern, you may designate subpatterns for later reference by
542 enclosing them in parentheses, and you may refer back to the I<n>th
543 subpattern later in the pattern using the metacharacter \I<n>.
544 Subpatterns are numbered based on the left to right order of their
545 opening parenthesis.  Note that a backreference matches whatever
546 actually matched the subpattern in the string being examined, not the
547 rules for that subpattern.  Therefore, C<(0|0x)\d*\s\1\d*> will
548 match "0x1234 0x4321",but not "0x1234 01234", because subpattern 1
549 actually matched "0x", even though the rule C<0|0x> could
550 potentially match the leading 0 in the second number.
551
552 =head2 WARNING on \1 vs $1
553
554 Some people get too used to writing things like
555
556     $pattern =~ s/(\W)/\\\1/g;
557
558 This is grandfathered for the RHS of a substitute to avoid shocking the
559 B<sed> addicts, but it's a dirty habit to get into.  That's because in
560 PerlThink, the righthand side of a C<s///> is a double-quoted string.  C<\1> in
561 the usual double-quoted string means a control-A.  The customary Unix
562 meaning of C<\1> is kludged in for C<s///>.  However, if you get into the habit
563 of doing that, you get yourself into trouble if you then add an C</e>
564 modifier.
565
566     s/(\d+)/ \1 + 1 /eg;
567
568 Or if you try to do
569
570     s/(\d+)/\1000/;
571
572 You can't disambiguate that by saying C<\{1}000>, whereas you can fix it with
573 C<${1}000>.  Basically, the operation of interpolation should not be confused
574 with the operation of matching a backreference.  Certainly they mean two
575 different things on the I<left> side of the C<s///>.