Expressões Regulares IV - as três regras da regex I - backtracking
Patrícia Villela
Posted on September 15, 2022
Alguns anos atrás eu comecei a falar que há três regras para se usar expressões regulares
- não use regex
- reconsidere se você precisa usar regex
- conheça sua engine
Pode parecer engraçado eu usar duas regras para desencorajar o uso de regex sendo que eu estudo isso e estou inclusive escrevendo uma série de artigos dedicados a ensinar como usá-la, mas eu vou explicar.
A primeira e a segunda regra são na verdade a mesma e estão duplicadas para efeito de ênfase.
Quando começamos a aprender regex (e até quando já sabemos há um tempo), ficamos tentados a usar para solucionar qualquer problema. Daí fazemos coisas como essa para validar uma data.
/^(?:([0-1])|(2)|(3))(?(1)[0-9])(?(2)(?:([0-8])|(9)))(?(3)[0-1])\/
(?:(01|03|05|07|09|11)|(04|06|08|10|12)|(02))(?(3)(?(8)(?!)))\/\d*
(?:(04|08|12|16|20|24|28|32|36|40|44|48|52|56|60|64|68|72|76|80|84|
88|92|96)|(\d\d))(?:(00)|(04|08|12|16|20|24|28|32|36|40|44|48|52|56|
60|64|68|72|76|80|84|88|92|96)|\d{2})(?(2)(?(5)(?(8)(?(11)(?(9)|
(?!))|(?(12)|(?!))))))/
(podem testá-la, a propósito 😉 https://regex101.com/r/aqEsf1/1)
Essa atrocidade de regex valida não somente o formato da data (que precisa ser dd/MM/yyyy), mas também valida se a data é válida. Dia 31 de setembro não é validada. Dia 29 de fevereiro de 2021 não é validada. Eu tenho um certo orgulho dessa regex, francamente (sim, eu que fiz).
Porque não a usamos então? Eu apresento dois motivos.
O primeiro é mais óbvio: essa regex é incompreensível e um pesadelo de se mexer. Se houver algum bug nela, qualquer tentativa de mudá-la será muito custosa.
O segundo não é tão óbvio, mas deve ser simples de entender: essa regex é muito custosa para a engine.
Para explicar, precisamos falar sobre como a engine funciona internamente. Apertem os cintos e vamos lá!
Funcionamento interno das engines de regex
Embora cada engine tenha uma particularidade, podemos dividí-las em duas categorias: engines text-directed e regex-directed.
Não falaremos de engines text-directed aqui, pois seu funcionamento é trivial porque não existe backtracking e as engines mais usadas são as regex-directed. Vamos a elas então.
As engines regex-directed, chamadas a partir de agora somente de engines, funcionam basicamente da seguinte forma:
- Enquanto houver tokens na regex, pegue o próximo token
- Tente dar match com o próximo caracter da string
- Se houver match, avance para o próximo token da regex e o próximo caracter da string
- Se não, volte até uma posição anterior da regex para testar um outro caminho por ela (esse é o backtracking)
Vamos de exemplo. Vamos aplicar a regex /<.*?>/ no texto <span>Teste</span>.
- Enquanto houver tokens na regex, pegue o próximo token (
<) - Dá match com o próximo caracter da string (
<) 1 Houve match, então avança para o próximo token da regex (.*?) e próximo caracter da string (s) - O token
.*?é o quantificador lazy que vai dar match no mínimo possível para que a regex seja válida. A primeira tentativa é de um match sem tamanho (match em ''). - Dá match, então avança para o próximo token da regex (
>) e o próximo caracter da string (s). - Não dá match, então retorna a regex pro token anterior (
.*?) - Dá match, pois
.dá match em qualquer caracter (exceto quebra de linha), então avança para o próximo token da regex (>) e o próximo caracter da string (p). - Não dá match, então retorna regex (
.*?). -
.*?deu match emsantes, mas agora precisa dar match emsp. Tudo bem, pois.dá match em qualquer caracter (exceto quebra de linha) e*dá match em mais de um caracter. - Dá match, então avança regex (
>) e string (a). - Não dá match. Isso vai se repetir até a regex encontrar na string o caracter
>. Nesse caso, ela vai dar match e retornar ok.
Segue um esquema tirado da aplicação RegexBuddy para explicar melhor.
Beginning match attempt at character 0
<
< ok
< backtrack
<s
<s backtrack
<sp
<sp backtrack
<spa
<spa backtrack
<span
<span backtrack
<span>
Match found in 11 steps
(espaços adicionados por clareza)
Dessa maneira, é possível notar que há as engines vão e voltam na string até encontrar uma solução para a regex. Vamos pegar o diagrama do RegexBuddy para uma data e aquela regex.
Beggining match attempt at character 0
ok
1
1
1
12
12
12 ok
12 ok
12 ok
12 ok
12/
12/0
12/0 backtrack
12/0
12/0 backtrack
12/0
12/0 backtrack
12/0
12/0 backtrack
12/0
12/0 backtrack
12/ backtrack
12/ backtrack
12/0
12/0 backtrack
12/0
12/0 backtrack
12/0
12/0 backtrack
12/ backtrack
12/ backtrack
12/ backtrack
12/0
12/02
12/02
12/02
12/02 ok
12/02 ok
12/02/
12/02/ backtrack
12/02/ backtrack
12/02/ backtrack
12/02/ backtrack
12/20/2
12/02/20
12/02/20
12/02/20
12/02/200
12/02/200 backtrack
12/02/20 backtrack
12/02/200
12/02/200 backtrack
12/02/200
12/02/200 backtrack
12/02/20 backtrack
12/02/20 backtrack
12/02/20 backtrack
12/02/20 backtrack
12/02/20 backtrack
12/02/20 backtrack
12/02/20 backtrack
12/02/20 backtrack
12/02/20 backtrack
12/02/20 backtrack
12/02/20 backtrack
12/02/20 backtrack
12/02/20 backtrack
12/02/20 backtrack
12/02/20 backtrack
12/02/20 backtrack
12/02/20 backtrack
12/02/20 backtrack
12/02/20 backtrack
12/02/20 backtrack
12/02/20 backtrack
12/02/20 backtrack
12/02/20 backtrack
12/02/2003
12/02/2003
12/03/2003 ok
12/03/2003 ok
Match found in 81 steps
Um tanto mais complexo que a solução preferida, que em Java seria algo como:
Date date = new Date('12/02/2003');
Pois a implementação do Java já testa se a data é válida ao instanciar o objeto.
É importante lembrar que nenhuma engine de regex tem informações semânticas sobre o texto. Enquanto o Java tem como saber que 12 na data é dia e 2003 é ano, a engine de regex só entende texto.
A mesma coisa para email. Em vez de usar uma regex monstruosa como a seguinte:
(?:(?:\r\n)?[ \t])*(?:(?:(?:[^()<>@,;:\\".\[\] \000-\031]+(?:(?:(?:\r\n)?[ \t])+|\Z|(?=[\["()<>@,;:\\".\[\]]))|"(?:[^\"\r\\]|\\.|(?:(?:\r\n)?[ \t]))*"(?:(?:\r\n)?[ \t])*)(?:\.(?:(?:\r\n)?[ \t])*(?:[^()<>@,;:\\".\[\] \000-\031]+(?:(?:(?:\r\n)?[ \t])+|\Z|(?=[\["()<>@,;:\\".\[\]]))|"(?:[^\"\r\\]|\\.|(?:(?:\r\n)?[
\t]))*"(?:(?:\r\n)?[ \t])*))*@(?:(?:\r\n)?[ \t])*(?:[^()<>@,;:\\".\[\] \000-\031]+(?:(?:(?:\r\n)?[ \t])+|\Z|(?=[\["()<>@,;:\\".\[\]]))|\[([^\[\]\r\\]|\\.)*\](?:(?:\r\n)?[ \t])*)(?:\.(?:(?:\r\n)?[ \t])*(?:[^()<>@,;:\\".\[\] \000-\031]+
(?:(?:(?:\r\n)?[ \t])+|\Z|(?=[\["()<>@,;:\\".\[\]]))|\[([^\[\]\r\\]|\\.)*\](?:
(?:\r\n)?[ \t])*))*|(?:[^()<>@,;:\\".\[\] \000-\031]+(?:(?:(?:\r\n)?[ \t])+|\Z
|(?=[\["()<>@,;:\\".\[\]]))|"(?:[^\"\r\\]|\\.|(?:(?:\r\n)?[ \t]))*"(?:(?:\r\n)
?[ \t])*)*\<(?:(?:\r\n)?[ \t])*(?:@(?:[^()<>@,;:\\".\[\] \000-\031]+(?:(?:(?:\
r\n)?[ \t])+|\Z|(?=[\["()<>@,;:\\".\[\]]))|\[([^\[\]\r\\]|\\.)*\](?:(?:\r\n)?[
\t])*)(?:\.(?:(?:\r\n)?[ \t])*(?:[^()<>@,;:\\".\[\] \000-\031]+(?:(?:(?:\r\n)
?[ \t])+|\Z|(?=[\["()<>@,;:\\".\[\]]))|\[([^\[\]\r\\]|\\.)*\](?:(?:\r\n)?[ \t]
)*))*(?:,@(?:(?:\r\n)?[ \t])*(?:[^()<>@,;:\\".\[\] \000-\031]+(?:(?:(?:\r\n)?[
\t])+|\Z|(?=[\["()<>@,;:\\".\[\]]))|\[([^\[\]\r\\]|\\.)*\](?:(?:\r\n)?[ \t])*
)(?:\.(?:(?:\r\n)?[ \t])*(?:[^()<>@,;:\\".\[\] \000-\031]+(?:(?:(?:\r\n)?[ \t]
)+|\Z|(?=[\["()<>@,;:\\".\[\]]))|\[([^\[\]\r\\]|\\.)*\](?:(?:\r\n)?[ \t])*))*)
*:(?:(?:\r\n)?[ \t])*)?(?:[^()<>@,;:\\".\[\] \000-\031]+(?:(?:(?:\r\n)?[ \t])+
|\Z|(?=[\["()<>@,;:\\".\[\]]))|"(?:[^\"\r\\]|\\.|(?:(?:\r\n)?[ \t]))*"(?:(?:\r
\n)?[ \t])*)(?:\.(?:(?:\r\n)?[ \t])*(?:[^()<>@,;:\\".\[\] \000-\031]+(?:(?:(?:
\r\n)?[ \t])+|\Z|(?=[\["()<>@,;:\\".\[\]]))|"(?:[^\"\r\\]|\\.|(?:(?:\r\n)?[ \t
]))*"(?:(?:\r\n)?[ \t])*))*@(?:(?:\r\n)?[ \t])*(?:[^()<>@,;:\\".\[\] \000-\031
]+(?:(?:(?:\r\n)?[ \t])+|\Z|(?=[\["()<>@,;:\\".\[\]]))|\[([^\[\]\r\\]|\\.)*\](
?:(?:\r\n)?[ \t])*)(?:\.(?:(?:\r\n)?[ \t])*(?:[^()<>@,;:\\".\[\] \000-\031]+(?
:(?:(?:\r\n)?[ \t])+|\Z|(?=[\["()<>@,;:\\".\[\]]))|\[([^\[\]\r\\]|\\.)*\](?:(?
:\r\n)?[ \t])*))*\>(?:(?:\r\n)?[ \t])*)|(?:[^()<>@,;:\\".\[\] \000-\031]+(?:(?
:(?:\r\n)?[ \t])+|\Z|(?=[\["()<>@,;:\\".\[\]]))|"(?:[^\"\r\\]|\\.|(?:(?:\r\n)?
[ \t]))*"(?:(?:\r\n)?[ \t])*)*:(?:(?:\r\n)?[ \t])*(?:(?:(?:[^()<>@,;:\\".\[\]
\000-\031]+(?:(?:(?:\r\n)?[ \t])+|\Z|(?=[\["()<>@,;:\\".\[\]]))|"(?:[^\"\r\\]|
\\.|(?:(?:\r\n)?[ \t]))*"(?:(?:\r\n)?[ \t])*)(?:\.(?:(?:\r\n)?[ \t])*(?:[^()<>
@,;:\\".\[\] \000-\031]+(?:(?:(?:\r\n)?[ \t])+|\Z|(?=[\["()<>@,;:\\".\[\]]))|"
(?:[^\"\r\\]|\\.|(?:(?:\r\n)?[ \t]))*"(?:(?:\r\n)?[ \t])*))*@(?:(?:\r\n)?[ \t]
)*(?:[^()<>@,;:\\".\[\] \000-\031]+(?:(?:(?:\r\n)?[ \t])+|\Z|(?=[\["()<>@,;:\\
".\[\]]))|\[([^\[\]\r\\]|\\.)*\](?:(?:\r\n)?[ \t])*)(?:\.(?:(?:\r\n)?[ \t])*(?
:[^()<>@,;:\\".\[\] \000-\031]+(?:(?:(?:\r\n)?[ \t])+|\Z|(?=[\["()<>@,;:\\".\[
\]]))|\[([^\[\]\r\\]|\\.)*\](?:(?:\r\n)?[ \t])*))*|(?:[^()<>@,;:\\".\[\] \000-
\031]+(?:(?:(?:\r\n)?[ \t])+|\Z|(?=[\["()<>@,;:\\".\[\]]))|"(?:[^\"\r\\]|\\.|(
?:(?:\r\n)?[ \t]))*"(?:(?:\r\n)?[ \t])*)*\<(?:(?:\r\n)?[ \t])*(?:@(?:[^()<>@,;
:\\".\[\] \000-\031]+(?:(?:(?:\r\n)?[ \t])+|\Z|(?=[\["()<>@,;:\\".\[\]]))|\[([
^\[\]\r\\]|\\.)*\](?:(?:\r\n)?[ \t])*)(?:\.(?:(?:\r\n)?[ \t])*(?:[^()<>@,;:\\"
.\[\] \000-\031]+(?:(?:(?:\r\n)?[ \t])+|\Z|(?=[\["()<>@,;:\\".\[\]]))|\[([^\[\
]\r\\]|\\.)*\](?:(?:\r\n)?[ \t])*))*(?:,@(?:(?:\r\n)?[ \t])*(?:[^()<>@,;:\\".\
[\] \000-\031]+(?:(?:(?:\r\n)?[ \t])+|\Z|(?=[\["()<>@,;:\\".\[\]]))|\[([^\[\]\
r\\]|\\.)*\](?:(?:\r\n)?[ \t])*)(?:\.(?:(?:\r\n)?[ \t])*(?:[^()<>@,;:\\".\[\]
\000-\031]+(?:(?:(?:\r\n)?[ \t])+|\Z|(?=[\["()<>@,;:\\".\[\]]))|\[([^\[\]\r\\]
|\\.)*\](?:(?:\r\n)?[ \t])*))*)*:(?:(?:\r\n)?[ \t])*)?(?:[^()<>@,;:\\".\[\] \0
00-\031]+(?:(?:(?:\r\n)?[ \t])+|\Z|(?=[\["()<>@,;:\\".\[\]]))|"(?:[^\"\r\\]|\\
.|(?:(?:\r\n)?[ \t]))*"(?:(?:\r\n)?[ \t])*)(?:\.(?:(?:\r\n)?[ \t])*(?:[^()<>@,
;:\\".\[\] \000-\031]+(?:(?:(?:\r\n)?[ \t])+|\Z|(?=[\["()<>@,;:\\".\[\]]))|"(?
:[^\"\r\\]|\\.|(?:(?:\r\n)?[ \t]))*"(?:(?:\r\n)?[ \t])*))*@(?:(?:\r\n)?[ \t])*
(?:[^()<>@,;:\\".\[\] \000-\031]+(?:(?:(?:\r\n)?[ \t])+|\Z|(?=[\["()<>@,;:\\".
\[\]]))|\[([^\[\]\r\\]|\\.)*\](?:(?:\r\n)?[ \t])*)(?:\.(?:(?:\r\n)?[ \t])*(?:[
^()<>@,;:\\".\[\] \000-\031]+(?:(?:(?:\r\n)?[ \t])+|\Z|(?=[\["()<>@,;:\\".\[\]
]))|\[([^\[\]\r\\]|\\.)*\](?:(?:\r\n)?[ \t])*))*\>(?:(?:\r\n)?[ \t])*)(?:,\s*(
?:(?:[^()<>@,;:\\".\[\] \000-\031]+(?:(?:(?:\r\n)?[ \t])+|\Z|(?=[\["()<>@,;:\\
".\[\]]))|"(?:[^\"\r\\]|\\.|(?:(?:\r\n)?[ \t]))*"(?:(?:\r\n)?[ \t])*)(?:\.(?:(
?:\r\n)?[ \t])*(?:[^()<>@,;:\\".\[\] \000-\031]+(?:(?:(?:\r\n)?[ \t])+|\Z|(?=[
\["()<>@,;:\\".\[\]]))|"(?:[^\"\r\\]|\\.|(?:(?:\r\n)?[ \t]))*"(?:(?:\r\n)?[ \t
])*))*@(?:(?:\r\n)?[ \t])*(?:[^()<>@,;:\\".\[\] \000-\031]+(?:(?:(?:\r\n)?[ \t
])+|\Z|(?=[\["()<>@,;:\\".\[\]]))|\[([^\[\]\r\\]|\\.)*\](?:(?:\r\n)?[ \t])*)(?
:\.(?:(?:\r\n)?[ \t])*(?:[^()<>@,;:\\".\[\] \000-\031]+(?:(?:(?:\r\n)?[ \t])+|
\Z|(?=[\["()<>@,;:\\".\[\]]))|\[([^\[\]\r\\]|\\.)*\](?:(?:\r\n)?[ \t])*))*|(?:
[^()<>@,;:\\".\[\] \000-\031]+(?:(?:(?:\r\n)?[ \t])+|\Z|(?=[\["()<>@,;:\\".\[\
]]))|"(?:[^\"\r\\]|\\.|(?:(?:\r\n)?[ \t]))*"(?:(?:\r\n)?[ \t])*)*\<(?:(?:\r\n)
?[ \t])*(?:@(?:[^()<>@,;:\\".\[\] \000-\031]+(?:(?:(?:\r\n)?[ \t])+|\Z|(?=[\["
()<>@,;:\\".\[\]]))|\[([^\[\]\r\\]|\\.)*\](?:(?:\r\n)?[ \t])*)(?:\.(?:(?:\r\n)
?[ \t])*(?:[^()<>@,;:\\".\[\] \000-\031]+(?:(?:(?:\r\n)?[ \t])+|\Z|(?=[\["()<>
@,;:\\".\[\]]))|\[([^\[\]\r\\]|\\.)*\](?:(?:\r\n)?[ \t])*))*(?:,@(?:(?:\r\n)?[
\t])*(?:[^()<>@,;:\\".\[\] \000-\031]+(?:(?:(?:\r\n)?[ \t])+|\Z|(?=[\["()<>@,
;:\\".\[\]]))|\[([^\[\]\r\\]|\\.)*\](?:(?:\r\n)?[ \t])*)(?:\.(?:(?:\r\n)?[ \t]
)*(?:[^()<>@,;:\\".\[\] \000-\031]+(?:(?:(?:\r\n)?[ \t])+|\Z|(?=[\["()<>@,;:\\
".\[\]]))|\[([^\[\]\r\\]|\\.)*\](?:(?:\r\n)?[ \t])*))*)*:(?:(?:\r\n)?[ \t])*)?
(?:[^()<>@,;:\\".\[\] \000-\031]+(?:(?:(?:\r\n)?[ \t])+|\Z|(?=[\["()<>@,;:\\".
\[\]]))|"(?:[^\"\r\\]|\\.|(?:(?:\r\n)?[ \t]))*"(?:(?:\r\n)?[ \t])*)(?:\.(?:(?:
\r\n)?[ \t])*(?:[^()<>@,;:\\".\[\] \000-\031]+(?:(?:(?:\r\n)?[ \t])+|\Z|(?=[\[
"()<>@,;:\\".\[\]]))|"(?:[^\"\r\\]|\\.|(?:(?:\r\n)?[ \t]))*"(?:(?:\r\n)?[ \t])
*))*@(?:(?:\r\n)?[ \t])*(?:[^()<>@,;:\\".\[\] \000-\031]+(?:(?:(?:\r\n)?[ \t])
+|\Z|(?=[\["()<>@,;:\\".\[\]]))|\[([^\[\]\r\\]|\\.)*\](?:(?:\r\n)?[ \t])*)(?:\
.(?:(?:\r\n)?[ \t])*(?:[^()<>@,;:\\".\[\] \000-\031]+(?:(?:(?:\r\n)?[ \t])+|\Z
|(?=[\["()<>@,;:\\".\[\]]))|\[([^\[\]\r\\]|\\.)*\](?:(?:\r\n)?[ \t])*))*\>(?:(
?:\r\n)?[ \t])*))*)?;\s*)
uma solução mais simples é mandar um email para o endereço. Se estiver válido, o email chegará. Para auxiliar o usuário a preencher o formulário, basta verificar com essa regex
.*@.*\..*
ou algo parecido.
A terceira regra será tratada no próximo artigo. Abraços.
Posted on September 15, 2022
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