Bagaimana cara memeriksa bahwa sebuah string adalah palindrome menggunakan ekspresi reguler?

Itu adalah pertanyaan wawancara yang tidak bisa saya jawab:

Bagaimana cara memeriksa bahwa sebuah string adalah palindrome menggunakan ekspresi reguler?

ps Sudah ada pertanyaan " Bagaimana cara memeriksa apakah string yang diberikan adalah palindrome? " dan ini memberikan banyak jawaban dalam berbagai bahasa, tetapi tidak ada jawaban yang menggunakan ekspresi reguler.

Jawaban atas pertanyaan ini adalah "tidak mungkin". Lebih khusus lagi, pewawancara bertanya-tanya apakah Anda memperhatikan kelas teori komputasi Anda.

Di kelas teori komputasi Anda, Anda belajar tentang mesin keadaan hingga. Mesin negara hingga terdiri dari node dan edge. Setiap tepi diberi anotasi dengan huruf dari alfabet terbatas. Satu atau lebih node adalah node "penerima" khusus dan satu node adalah node "start". Karena setiap huruf dibaca dari kata tertentu, kami melintasi tepi yang diberikan di mesin. Jika kita berakhir dalam keadaan menerima maka kita mengatakan bahwa mesin "menerima" kata itu.

Ekspresi reguler selalu dapat diterjemahkan ke dalam mesin keadaan hingga yang setara. Yaitu, salah satu yang menerima dan menolak kata yang sama dengan ekspresi reguler (di dunia nyata, beberapa bahasa regexp memungkinkan untuk fungsi arbitrer, ini tidak dihitung).

Tidak mungkin untuk membangun mesin negara hingga yang menerima semua palindrome. Pembuktiannya bergantung pada fakta bahwa kita dapat dengan mudah membangun string yang membutuhkan node dalam jumlah besar secara sembarangan, yaitu string

a ^ xba ^ x (mis., aba, aabaa, aaabaaa, aaaabaaaa, ....)

dimana a ^ x adalah x kali berulang. Ini membutuhkan setidaknya x node karena, setelah melihat 'b' kita harus menghitung mundur sebanyak x kali untuk memastikan itu adalah palindrome.

Terakhir, kembali ke pertanyaan awal, Anda dapat memberi tahu pewawancara bahwa Anda dapat menulis ekspresi reguler yang menerima semua palindrom yang lebih kecil dari beberapa panjang tetap yang terbatas. Jika pernah ada aplikasi dunia nyata yang memerlukan identifikasi palindrom maka hampir pasti tidak akan menyertakan palindrom yang panjang secara sembarangan, jadi jawaban ini akan menunjukkan bahwa Anda dapat membedakan kemustahilan teoretis dari aplikasi dunia nyata. Namun, regexp sebenarnya akan cukup panjang, lebih panjang dari program 4 baris yang setara (latihan mudah bagi pembaca: tulis program yang mengidentifikasi palindrom).

Meskipun mesin PCRE mendukung ekspresi reguler rekursif (lihat jawaban oleh Peter Krauss ), Anda tidak dapat menggunakan regex di ICU mesin (seperti yang digunakan, misalnya, oleh Apple) untuk mencapai ini tanpa kode tambahan. Anda perlu melakukan sesuatu seperti ini:

Ini mendeteksi palindrome apa pun, tetapi memerlukan loop (yang akan diperlukan karena ekspresi reguler tidak dapat dihitung).

$a = "teststring";
while(length $a > 1)
{
   $a =~ /(.)(.*)(.)/;
   die "Not a palindrome: $a" unless $1 eq $3;
   $a = $2;
}
print "Palindrome";

Itu tidak mungkin. Palindrom tidak didefinisikan oleh bahasa biasa. (Lihat, saya TELAH belajar sesuatu dalam teori komputasi)

Dengan Perl regex:

/^((.)(?1)\2|.?)$/

Meskipun, seperti yang ditunjukkan banyak orang, ini tidak dapat dianggap sebagai ekspresi reguler jika Anda ingin bersikap tegas. Ekspresi reguler tidak mendukung rekursi.

Ini satu untuk mendeteksi palindrom 4 huruf (misalnya: akta), untuk semua jenis karakter:

\(.\)\(.\)\2\1

Ini satu untuk mendeteksi palindrom 5 huruf (misalnya: radar), hanya memeriksa huruf:

\([a-z]\)\([a-z]\)[a-z]\2\1

Jadi sepertinya kita membutuhkan regex yang berbeda untuk setiap panjang kata yang memungkinkan. Posting ini di milis Python menyertakan beberapa detail mengapa (Finite State Automata dan pumping lemma).

Bergantung pada seberapa yakin Anda, saya akan memberikan jawaban ini:

Saya tidak akan melakukannya dengan ekspresi reguler. Ini bukan penggunaan ekspresi reguler yang tepat.

Ya , Anda dapat melakukannya di .Net!

(?<N>.)+.?(?<-N>\k<N>)+(?(N)(?!))

Kamu bisa cek di sini ! Ini pos yang luar biasa!

StackOverflow penuh dengan jawaban seperti "Ekspresi reguler? Tidak, mereka tidak mendukungnya. Mereka tidak bisa mendukungnya.".

Yang benar adalah bahwa ekspresi reguler tidak ada hubungannya dengan tata bahasa reguler lagi.Ekspresi reguler modern menampilkan fungsi seperti rekursi dan grup penyeimbang, dan ketersediaan implementasinya terus bertambah (lihat contoh Ruby di sini, misalnya). Menurut pendapat saya, berpegang pada keyakinan lama bahwa ekspresi reguler di bidang kita sama sekali bukan konsep pemrograman hanyalah kontraproduktif. Alih-alih membenci mereka karena pilihan kata yang tidak lagi sesuai, sekarang saatnya kita menerima sesuatu dan melanjutkan hidup.

Berikut kutipan dari Larry Wall , pencipta Perl itu sendiri:

(…) Umumnya berkaitan dengan apa yang kita sebut "ekspresi reguler", yang hanya sedikit terkait dengan ekspresi reguler nyata. Namun demikian, istilah tersebut telah berkembang dengan kemampuan mesin pencocokan pola kami, jadi saya tidak akan mencoba melawan kebutuhan linguistik di sini. Saya akan, bagaimanapun, umumnya menyebutnya "regexes" (atau "regexen", ketika saya dalam mood Anglo-Saxon).

Dan inilah posting blog oleh salah satu pengembang inti PHP :

Karena artikelnya cukup panjang, berikut ringkasan poin utamanya:

• “Ekspresi reguler” yang digunakan oleh pemrogram memiliki sedikit kesamaan dengan pengertian asli tentang keteraturan dalam konteks teori bahasa formal.
• Ekspresi reguler (setidaknya PCRE) dapat cocok dengan semua bahasa tanpa konteks. Dengan demikian, mereka juga dapat mencocokkan HTML yang dibentuk dengan baik dan hampir semua bahasa pemrograman lainnya.
• Ekspresi reguler dapat cocok setidaknya dengan beberapa bahasa yang peka konteks.
• Pencocokan ekspresi reguler adalah NP-complete. Dengan demikian, Anda dapat menyelesaikan masalah NP lainnya menggunakan ekspresi reguler.

Karena itu, Anda dapat mencocokkan palindrome dengan ekspresi reguler menggunakan ini:

^(?'letter'[a-z])+[a-z]?(?:\k'letter'(?'-letter'))+(?(letter)(?!))$

... yang jelas tidak ada hubungannya dengan tata bahasa biasa.
Info lebih lanjut di sini: http://www.regular-expressions.info/balancing.html

Seperti yang telah dikatakan beberapa orang, tidak ada satu ekspresi reguler yang akan mendeteksi palindrom umum di luar kotak, tetapi jika Anda ingin mendeteksi palindrom hingga panjang tertentu, Anda dapat menggunakan sesuatu seperti

(.?)(.?)(.?)(.?)(.?).?\5\4\3\2\1

Itu bisa dilakukan di Perl sekarang. Menggunakan referensi rekursif:

if($istr =~ /^((\w)(?1)\g{-1}|\w?)$/){
    print $istr," is palindrome\n";
}

dimodifikasi berdasarkan bagian terakhir http://perldoc.perl.org/perlretut.html

Di ruby ​​Anda dapat menggunakan grup penangkapan bernama. jadi sesuatu seperti ini akan berhasil -

def palindrome?(string)
  $1 if string =~ /\A(?<p>| \w | (?: (?<l>\w) \g<p> \k<l+0> ))\z/x
end

coba, berhasil ...

1.9.2p290 :017 > palindrome?("racecar")
 => "racecar" 
1.9.2p290 :018 > palindrome?("kayak")
 => "kayak" 
1.9.2p290 :019 > palindrome?("woahitworks!")
 => nil 

Sebenarnya lebih mudah melakukannya dengan manipulasi string daripada ekspresi reguler:

bool isPalindrome(String s1)

{

    String s2 = s1.reverse;

    return s2 == s1;
}

Saya menyadari ini tidak benar-benar menjawab pertanyaan wawancara, tetapi Anda dapat menggunakannya untuk menunjukkan bagaimana Anda mengetahui cara yang lebih baik dalam melakukan tugas, dan Anda bukan tipe "orang dengan palu, yang melihat setiap masalah sebagai paku. . "

Inilah jawaban saya untuk level 5 Regex Golf (Seorang pria, rencana). Ia bekerja hingga 7 karakter dengan Regexp browser (Saya menggunakan Chrome 36.0.1985.143).

^(.)(.)(?:(.).?\3?)?\2\1$

Ini satu untuk maksimal 9 karakter

^(.)(.)(?:(.)(?:(.).?\4?)?\3?)?\2\1$

Untuk meningkatkan jumlah maksimal karakter yang berfungsi, Anda akan berulang kali mengganti .? dengan (?: (.).? \ n?)? .

Ekspresi Reguler Rekursif dapat melakukannya!

Algoritme yang sangat sederhana dan terbukti dengan sendirinya untuk mendeteksi string yang berisi palindrome:

   (\w)(?:(?R)|\w?)\1

Di rexegg.com/regex-recursion , tutorial menjelaskan cara kerjanya.

Ini berfungsi dengan baik dengan bahasa apa pun, berikut contoh yang diadaptasi dari sumber yang sama (tautan) sebagai bukti-konsep, menggunakan PHP:

$subjects=['dont','o','oo','kook','book','paper','kayak','okonoko','aaaaa','bbbb'];
$pattern='/(\w)(?:(?R)|\w?)\1/';
foreach ($subjects as $sub) {
  echo $sub." ".str_repeat('-',15-strlen($sub))."-> ";
  if (preg_match($pattern,$sub,$m)) 
      echo $m[0].(($m[0]==$sub)? "! a palindrome!\n": "\n");
  else 
      echo "sorry, no match\n";
}

keluaran

dont ------------> sorry, no match
o ---------------> sorry, no match
oo --------------> oo! a palindrome!
kook ------------> kook! a palindrome!
book ------------> oo
paper -----------> pap
kayak -----------> kayak! a palindrome!
okonoko ---------> okonoko! a palindrome!
aaaaa -----------> aaaaa! a palindrome!
bbbb ------------> bbb

Perbandingan

Ekspresi reguler ^((\w)(?:(?1)|\w?)\2)$ melakukan pekerjaan yang sama, tetapi sebagai yes / not, bukan "berisi".
PS: menggunakan definisi di mana "o" bukan palimbrome, format "dapat-elba" dengan tanda hubung bukan palindrome, tetapi "ableelba "adalah. Menamainya definisi1 .
Ketika "o" dan "mampu-elba" adalah palindrones, definisi penamaan2 .

Membandingkan dengan "palindrome regexes" lainnya,

• ^((.)(?:(?1)|.?)\2)$basis-regex di atas tanpa \wbatasan, menerima "mampu-elba".

• ^((.)(?1)?\2|.)$( @LilDevil ) Gunakan definisi2 (menerima "o" dan "mampu-elba" sehingga membedakan juga dalam pengenalan string "aaaaa" dan "bbbb").

• ^((.)(?1)\2|.?)$( @Markus ) tidak terdeteksi "kook" dan "bbbb"

• ^((.)(?1)*\2|.?)$( @Csaba ) Gunakan definisi2 .

CATATAN: untuk membandingkan Anda dapat menambahkan lebih banyak kata di $subjectsdan satu baris untuk setiap ekspresi reguler yang dibandingkan,

  if (preg_match('/^((.)(?:(?1)|.?)\2)$/',$sub)) echo " ...reg_base($sub)!\n";
  if (preg_match('/^((.)(?1)?\2|.)$/',$sub)) echo " ...reg2($sub)!\n";
  if (preg_match('/^((.)(?1)\2|.?)$/',$sub)) echo " ...reg3($sub)!\n";
  if (preg_match('/^((.)(?1)*\2|.?)$/',$sub)) echo " ...reg4($sub)!\n";

Anda juga dapat melakukannya tanpa menggunakan rekursi:

\A(?:(.)(?=.*?((?(2)\1\2|\1))\z))*?.?\2\z

untuk mengizinkan satu karakter:

\A(?:(?:(.)(?=.*?((?(2)\1\2|\1))\z))*?.?\2|.)\z

Bekerja dengan Perl, PCRE

demo

Untuk Java:

\A(?:(.)(?=.*?(\1\2\z|(?<!(?=\2\z).{0,1000})\1\z)))*?.?\2\z

demo

Mengenai ekspresi PCRE (dari MizardX):

/^((.)(?1)\2i>.?)$/

Sudahkah Anda mengujinya? Pada PHP 5.3 saya di bawah Win XP Pro gagal pada: aaaba Sebenarnya, saya mengubah ekspresi ekspresi sedikit, untuk membaca:

/^((.)(?1)*\2i>.?)$/

Saya pikir apa yang terjadi adalah bahwa sementara pasangan luar dari karakter berlabuh, yang dalam tidak. Ini bukanlah jawaban yang lengkap karena meskipun salah menyampaikan pada "aaaba" dan "aabaacaa", namun gagal dengan benar pada "aabaaca".

Saya bertanya-tanya apakah ada perbaikan untuk ini, dan juga, Apakah contoh Perl (oleh JF Sebastian / Zsolt) lulus tes saya dengan benar?

Csaba Gabor dari Wina

/\A(?<a>|.|(?:(?<b>.)\g<a>\k<b+0>))\z/

ini berlaku untuk mesin Oniguruma (yang digunakan di Ruby)

diambil dari Rak Buku Pragmatis

Di Perl (lihat juga jawaban Zsolt Botykai ):

$re = qr/
  .                 # single letter is a palindrome
  |
  (.)               # first letter
  (??{ $re })??     # apply recursivly (not interpolated yet)
  \1                # last letter
/x;

while(<>) {
    chomp;
    say if /^$re$/; # print palindromes
}

Seperti yang ditunjukkan oleh ZCHudson , menentukan apakah sesuatu adalah palindrome tidak dapat dilakukan dengan regexp biasa, karena himpunan palindrome bukanlah bahasa biasa.

Saya sama sekali tidak setuju dengan Airsource Ltd ketika dia mengatakan bahwa "itu tidak mungkin" bukanlah jenis jawaban yang dicari pewawancara. Selama wawancara, saya sampai pada pertanyaan seperti ini ketika saya menghadapi kandidat yang baik, untuk memeriksa apakah dia dapat menemukan argumen yang tepat ketika kami melamarnya untuk melakukan sesuatu yang salah. Saya tidak ingin mempekerjakan seseorang yang akan mencoba melakukan sesuatu dengan cara yang salah jika dia lebih tahu.

sesuatu yang dapat Anda lakukan dengan perl: http://www.perlmonks.org/?node_id=577368

Saya akan menjelaskan kepada pewawancara bahwa bahasa yang terdiri dari palindrome bukanlah bahasa biasa tetapi bebas konteks.

Ekspresi reguler yang akan cocok dengan semua palindrome adalah tak terbatas . Sebaliknya saya akan menyarankan dia membatasi dirinya baik pada ukuran maksimum palindrome untuk diterima; atau jika semua palindrom diperlukan, gunakan minimal beberapa jenis NDPA, atau cukup gunakan teknik pembalikan / sama dengan string sederhana.

Hal terbaik yang dapat Anda lakukan dengan regex, sebelum Anda kehabisan grup tangkapan:

/(.?)(.?)(.?)(.?)(.?)(.?)(.?)(.?)(.?).?\9\8\7\6\5\4\3\2\1/

Ini akan cocok dengan semua palindrome dengan panjang hingga 19 karakter.

Pemecahan programat untuk semua panjang itu sepele:

str == str.reverse ? true : false

Saya belum memiliki perwakilan untuk mengomentari sebaris, tetapi ekspresi reguler yang disediakan oleh MizardX, dan dimodifikasi oleh Csaba, dapat dimodifikasi lebih lanjut agar berfungsi di PCRE. Satu-satunya kegagalan yang saya temukan adalah string karakter tunggal, tetapi saya dapat mengujinya secara terpisah.

/^((.)(?1)?\2|.)$/

Jika Anda bisa membuatnya gagal di string lain, silakan beri komentar.

#!/usr/bin/perl

use strict;
use warnings;

print "Enter your string: ";
chop(my $a = scalar(<STDIN>));    
my $m = (length($a)+1)/2;
if( (length($a) % 2 != 0 ) or length($a) > 1 ) { 
  my $r; 
  foreach (0 ..($m - 2)){
    $r .= "(.)";
  }
  $r .= ".?";
  foreach ( my $i = ($m-1); $i > 0; $i-- ) { 
    $r .= "\\$i";
  } 
  if ( $a =~ /(.)(.).\2\1/ ){
    print "$a is a palindrome\n";
  }
  else {
    print "$a not a palindrome\n";
 }
exit(1);
}
print "$a not a palindrome\n";

Dari teori automata, mustahil untuk menyamai paliandrome dengan panjang apa pun (karena itu membutuhkan jumlah memori yang tak terbatas). Tapi MUNGKIN mencocokkan Paliandromes of Fixed Length. Katakanlah mungkin untuk menulis regex yang cocok dengan semua paliandrom dengan panjang <= 5 atau <= 6 dll, tetapi tidak> = 5 dll di mana batas atasnya tidak jelas

Di Ruby Anda bisa menggunakan \b(?'word'(?'letter'[a-z])\g'word'\k'letter+0'|[a-z])\buntuk mencocokkan kata-kata palindrome seperti a, dad, radar, racecar, and redivider. ps: regex ini hanya cocok dengan kata palindrome dengan jumlah huruf ganjil.

Mari kita lihat bagaimana ekspresi reguler ini cocok dengan radar. Batas kata \ b cocok di awal string. Mesin regex memasukkan "kata" grup penangkap. [az] cocok dengan r yang kemudian disimpan dalam tumpukan untuk "huruf" grup penangkap pada tingkat rekursi nol. Sekarang mesin regex memasuki rekursi pertama dari grup "kata". (? 'letter' [az]) cocok dan menangkap pada tingkat rekursi satu. Regex memasuki rekursi kedua dari grup "kata". (? 'letter' [az]) menangkap d pada tingkat rekursi dua. Selama dua rekursi berikutnya, grup menangkap a dan r di level tiga dan empat. Rekursi kelima gagal karena tidak ada karakter tersisa di string untuk [az] agar cocok. Mesin regex harus mundur.

Mesin regex sekarang harus mencoba alternatif kedua di dalam grup "kata". [Az] kedua di ekspresi reguler cocok dengan r terakhir dalam string. Mesin sekarang keluar dari rekursi yang berhasil, naik satu tingkat kembali ke rekursi ketiga.

Setelah mencocokkan (& kata) mesin mencapai \ k'letter + 0 '. Referensi belakang gagal karena mesin regex telah mencapai akhir string subjek. Jadi itu mundur sekali lagi. Alternatif kedua sekarang cocok dengan a. Mesin regex keluar dari rekursi ketiga.

Mesin regex telah mencocokkan lagi (& kata) dan perlu mencoba referensi kembali lagi. Referensi latar menentukan +0 atau tingkat rekursi saat ini, yaitu 2. Pada tingkat ini, kelompok penangkap cocok d. Referensi belakang gagal karena karakter berikutnya dalam string adalah r. Mundur lagi, alternatif pertandingan kedua d.

Sekarang, \ k'letter + 0 'cocok dengan huruf a kedua dalam string. Itu karena mesin regex telah tiba kembali pada rekursi pertama di mana grup penangkap cocok dengan yang pertama a. Mesin regex keluar dari rekursi pertama.

Mesin regex sekarang kembali keluar dari semua rekursi. Bahwa tingkat ini, kelompok penangkap disimpan r. Referensi belakang sekarang bisa cocok dengan r terakhir dalam string. Karena mesin tidak lagi berada di dalam rekursi apa pun, mesin melanjutkan dengan sisa regex setelah grup. \ b cocok di akhir string. Akhir regex tercapai dan radar dikembalikan sebagai pertandingan keseluruhan.

berikut adalah kode PL / SQL yang memberi tahu apakah string yang diberikan adalah palindrome atau tidak menggunakan ekspresi reguler:

create or replace procedure palin_test(palin in varchar2) is
 tmp varchar2(100);
 i number := 0;
 BEGIN
 tmp := palin;
 for i in 1 .. length(palin)/2 loop
  if length(tmp) > 1 then  
    if regexp_like(tmp,'^(^.).*(\1)$') = true then 
      tmp := substr(palin,i+1,length(tmp)-2);
    else 
      dbms_output.put_line('not a palindrome');
      exit;
    end if;
  end if;  
  if i >= length(palin)/2 then 
   dbms_output.put_line('Yes ! it is a palindrome');
  end if;
 end loop;  
end palin_test;

my $pal='malayalam';

while($pal=~/((.)(.*)\2)/){                                 #checking palindrome word
    $pal=$3;
}
if ($pal=~/^.?$/i){                                         #matches single letter or no letter
    print"palindrome\n";
}
else{
    print"not palindrome\n";
}

Regex ini akan mendeteksi palindrom hingga 22 karakter yang mengabaikan spasi, tab, koma, dan tanda kutip.

\b(\w)[ \t,'"]*(?:(\w)[ \t,'"]*(?:(\w)[ \t,'"]*(?:(\w)[ \t,'"]*(?:(\w)[ \t,'"]*(?:(\w)[ \t,'"]*(?:(\w)[ \t,'"]*(?:(\w)[ \t,'"]*(?:(\w)[ \t,'"]*(?:(\w)[ \t,'"]*(?:(\w)[ \t,'"]*\11?[ \t,'"]*\10|\10?)[ \t,'"]*\9|\9?)[ \t,'"]*\8|\8?)[ \t,'"]*\7|\7?)[ \t,'"]*\6|\6?)[ \t,'"]*\5|\5?)[ \t,'"]*\4|\4?)[ \t,'"]*\3|\3?)[ \t,'"]*\2|\2?))?[ \t,'"]*\1\b

Mainkan di sini: https://regexr.com/4tmui

Sedikit penyempurnaan metode Airsource Ltd, dalam kodesemu:

WHILE string.length > 1
    IF /(.)(.*)\1/ matches string
        string = \2
    ELSE
        REJECT
ACCEPT