June 23, 2022

STP021: Reguläre Ausdrücke

1 hour 36 minutes

ttimeless hat sich ein Thema gewünscht und mit Beginn von Xyrills Recherchen angefangen, es zu bereuen.

Es stellt sich heraus, dass das Thema zwar abstrakt, aber dennoch spannend ist. Außerdem gibt es im zweiten Teil der Sendung noch praktische Dinge zu lernen.

Shownotes

Motivation: reguläre Ausdrücke verstehen

etwas Theorie ist notwendig, um die Eigenschaften und Grenzen von regulären Ausdrücken zu verstehen

quasi eine Erstsemestervorlesung -> Anekdote Xyrill: Büchlein "Einblick ins Studium"

Siehe Wikipedia:

Grammatik bezeichnet in der Linguistik jede Form einer systematischen Sprachbeschreibung. Dabei steht der Begriff der Grammatik einmal für das Regelwerk selbst, auf der anderen Seite aber auch für die Theorie über eine bestimmte Sprache oder Sprachfamilie.

im Kontext der Informatik: formale Grammatiken für formale Sprachen

formale Sprache: Menge von Symbolketten ("Wörter"), die aus Symbolen ("Alphabet") zusammengesetzt werden

formale Grammatik: endlich große Beschreibung einer (im Allgemeinen unendlich großen) formalen Sprache

Beispiele: Programmiersprachen, Tastenkombos in Videospielen, Münzeinwurf in Verkaufsautomat

Abwägung: komplexere Grammatiken sind flexibler, aber auch aufwändiger (z.B. Tastatureingaben vs. Sprachsteuerung)

Chomsky-Hierarchie: Klassifikation von formalen Grammatiken in aufsteigender Striktheit und absteigender Flexibilität

Beschreibung der entsprechenden formalen Grammatiken: hier nicht, zu technisch

zu jeder Ebene der Chomsky-Hierarchie gehört ein Maschinenmodell, dass entsprechende Grammatiken akzeptieren kann

Typ 3: reguläre Grammatiken mittels endlichem Zustandsautomat (Beispiel: Münzeinwurf in Verkaufsautomat)

Typ 2: kontextfreie Grammatiken mittels Kellerautomat (Beispiel: balancierte Klammerpaare)

Typ 1 und 0 mittels Turingmaschinen (erst mit beschränktem, dann mit unbeschränktem Speicher)

Beispiel für grafische Repräsentation von Grammatiken: siehe SQLite-Dokumentation

reguläre Grammatiken im Alltag: reguläre Ausdrücke; formale Definition mit vier Grundbausteinen

Grundbaustein

Beispielausdruck

Findet z.B.

Zeichen(folge)

Ausdruck

Alternative

Ausdruck|Ausdrücke

Ausdruck und Ausdrücke

Gruppierung

Ausdr(uck|ücke)

Ausdruck und Ausdrücke

Sternquantor

to*ll

tll, toll, tooll, toooll, etc.

in der Praxis weitere Bausteine, um häufige Anwendungen zu vereinfachen

Zusatzbaustein

Definition

Beispielausdruck

Findet z.B.

Zeichenklasse

[ABC...] = A|B|C|...

positive Ganzzahl: 0|[1-9][0-9]*

0, 42, 900, aber nicht 0815

feste Zeichenklasse

\s für Whitespace, \d = [0-9] für Ziffern, etc.

beliebiges Zeichen

Klammerausdruck: (.*)

(2 + 4), (siehe oben), aber auch (siehe oben (oder nicht)

Fragezeichenquantor

A? = (|A)

Ganzzahl mit Vorzeichen: [+-]?(0|[1-9][0-9]*)

+0, -42, 23

Fixquantor

z.B. A{3} = AAA, A{2,4} = AAA?A?

Postleitzahl: [0-9]{5}

01127, 50616

Plusquantor

A+ = AA*

Domainname: ([a-zA-Z0-9-]+\.)*[a-zA-Z0-9-]+

www.example.com

Anker

^ für Zeilenanfang, $ für Zeilenende, \b für Wortgrenze

Schulz\b

Schulz, aber nicht Schulze

Problem in der Praxis: Escaping

z.B. Klammern sind Teil der Syntax; um eine Klammer im Eingabetext darzustellen, schreibt man "\("

Regexen lernen

Online

LearnRegex ist ein interaktives Tutorial zum Erlernen von regulären Ausdrücken, in englischer Sprache.

Mit Regex Crossword kann man spielerisch besonders das Lesen regulärer Ausdrücke üben.

Apps

Regex-Kreuzworträtsel auf dem Mobiltelefon

Mehrere Ausdrücke mit regulären Ausdrücken erfassen bzw. ausschließen

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By Xyrillian Noises