Pattern Matching

Що таке зіставлення шаблонів?

Процес алгоритмічного пошуку шаблонів у послідовностях необроблених даних або токенів називається зіставленням шаблонів. Ця робота обмежується пошуком точних збігів у вже існуючій базі даних і не може створювати нові шаблони. Всупереч поширеній думці, пошук шаблонів - це не метод глибокого навчання, а скоріше фундаментальний підхід для тестування і перевірки коду і даних.

Як працює шаблон відповідності?

Будь-який рядок, а не лише дискретні змінні, може бути використаний як шаблон, оскільки він просто фільтрує та/або замінює дані. Те, як саме виявляються шаблони, залежить від даних, що досліджуються. Замість того, щоб виконувати повний пошук усіх даних "грубою силою", більшість випадків перевіряють і зіставляють регулярні вирази або деревовидні шаблони (рядки) за допомогою стратегії виключення, наприклад, зворотного відстежування.

Регулярні вирази використовуються в алгоритмах зіставлення шаблонів (або регексах). Ви можете уявити собі регулярний вираз як мову, яка дозволяє встановити шаблон і передати його іншій людині (або в цьому прикладі - комп'ютерній програмі).

За допомогою регулярних виразів можна аналізувати дані тестування на предмет виявлення певних закономірностей. Регулярні вирази (regexps) можуть автоматично генеруватися певними програмами, якщо вони достатньо розумні, щоб розпізнавати закономірності в певному наборі значень даних. Поширені регулярні вирази, наприклад, для номерів кредитних карток, телефонних номерів у США, форматів дати/часу та адрес електронної пошти, вже можуть бути включені в певні програми та інструменти.

Співпадіння шаблонів

Існує багато способів зіставлення шаблонів у різних мовах програмування. Ось декілька прикладів:

• Регулярні вирази. Багато мов програмування підтримують використання регулярних виразів - послідовності символів, які визначають шаблон пошуку. Регулярні вирази можна використовувати для пошуку шаблонів у рядках і для виконання таких операцій, як пошук і заміна на основі цих шаблонів.
• Рядкові методи. Багато мов програмування мають вбудовані рядкові методи, які можна використовувати для пошуку шаблонів у рядках. Наприклад, метод find() у Python можна використовувати для пошуку підрядка у більшому рядку, а метод index() - для пошуку індексу підрядка у рядку.
• Умовні оператори. У деяких випадках ви можете використовувати умовні оператори (наприклад, "if..." та "...else") для перевірки наявності шаблонів у рядку або іншій структурі даних. Наприклад, за допомогою оператора if можна перевірити, чи рядок починається з певної літери або містить певну послідовність символів.
• Конструкції циклів, такі як цикли for і while, можна використовувати для перебору елементів рядка або іншої структури даних і виконання операцій на основі значень цих елементів.
• Користувацькі функції. Ви також можете визначити користувацькі функції для виконання співставлення шаблонів у вашому коді. Ці функції можуть використовувати будь-який з методів, описаних вище, або інші підходи для пошуку та виявлення шаблонів у даних.

Варто зазначити, що підхід, який слід використовувати для зіставлення шаблонів, залежатиме від характеру даних, з якими ви працюєте, і конкретних вимог вашої задачі.

Співпадіння шаблону з реквестом

Пошук за регулярними виразами (regex) - це метод ідентифікації та вилучення шаблонів у рядках. Регулярний вираз - це послідовність символів, яка визначає шаблон пошуку і може використовуватися для зіставлення, пошуку та маніпулювання рядками.

Щоб використовувати шаблон регулярного виразу для порівняння з рядком, ви можете скористатися бібліотекою регулярних виразів або вбудованою функцією у вибраній вами мові програмування. Наприклад, у Python для роботи з регулярними виразами можна використовувати модуль re для роботи з регулярними виразами.

Існує багато різних шаблонів реґексів, які можна використовувати для зіставлення різних типів шаблонів у рядках. Деякі з найпоширеніших шаблонів включають

• \d: відповідає будь-якій цифрі (0-9)
• \w: відповідає будь-якому символу слова (a-z, A-Z, 0-9 і _)
• \s: відповідає будь-якому пробілу (пробіл, табуляція, новий рядок тощо).
• ^: відповідає початку рядка
• $: відповідає кінцю рядка
• *: відповідає нулю або більше повторень попереднього символу або групи символів
• +: відповідає одному або більше повторенням
• ?: відповідає нулю або одному повторенню

Існує багато інших шаблонів регексу, які ви можете використовувати, а також ви можете комбінувати кілька шаблонів для створення більш складних критеріїв пошуку.

Щоб виконати реґекс-збіг шаблонів, ви можете скористатися функцією типу re.search() або re.match() у Python, яка повертає об'єкт Match, якщо шаблон знайдено у рядку. Потім ви можете використовувати методи об'єкта Match для вилучення інформації про збіг шаблону, наприклад, індекси початку і кінця збігу або конкретні символи, які було знайдено.

Існує також багато алгоритмів і підходів, які можна використовувати для зіставлення шаблонів, залежно від конкретних вимог завдання. Деякі з поширених підходів включають пошук грубою силою, зіставлення рядків Бойєра-Мура та алгоритм Кнута-Морріса-Пратта.