DB2中实现正则表达式(1)


正则表达式

正则表达式用于查找和替换字符串中的模式。正则表达式是用某种语法定义的,正则表达式引擎采用这种语法并将它与字符串进行比较。引擎返回字符串是否与语法匹配的指示;也即,该字符串是否包含能够从该语法派生的子串。此外,引擎还能够返回匹配的子串。术语“模式(pattern)”用来表示语法。

最基本的模式仅由单个字母组成。当与该模式进行比较时,包含这个字母的字符串就是一个“匹配”。例如,如果模式是“a”,则字符串“abcd”就是一个匹配,而字符串“xyz”则不是。正则表达式的强大功能来自于预定义的运算符(也称为元字符),它们可以用很小的空间来表示模式。根据“方言”和受支持的功能,可以使用不同的元字符。通常,其中的一些可用字符如下:

| — 二中择一
[ ] — 分组
* — 多次出现(也匹配零次出现)
+ — 多次出现(至少一次)
? — 随意的出现次数
\\ — 反斜杠  

不同的系统实现了常用正则表达式的各种扩展。编程语言 Perl 中使用的正则表达式支持进一步的缩写。本文中所用的库实现了这些扩展。下面摘录了其中部分可以在 Perl 正则表达式语言中使用的缩写:

\s — 任意空白字符
\w — 任意字母数字字符
\d — 任意数字字符  

另一个更高级的示例是模式“[A-Z]* = ([0-9]|0x00);”。与这个模式相匹配的字符串包含这样的子串:它由几个大写字母、后面跟上一个空格、一个等号、另一个空格,然后是一个数字或字符串“0x00”组成。该子串的最后一个字符必须是分号。使用 Perl,这个模式可以表示为“\w* = (\d|0x00);”。“NM = 0x00;”和“X = 7;”是两个可以与该模式匹配的字符串。但字符串“Z = 123;”不能匹配,因为 123 是由三个数字所组成的。

DB2 中的字符串匹配

除了 Extender 以外,DB2 还允许几种用于文本比较的函数和运算符。但那些函数和运算符要么在用于模式匹配的功能方面有限制,要么就是会给可能使用它们的查询带来复杂性。这里简要地摘录几个可用的功能:

**= 或 <> 谓词 ** :逐字符地比较两个字符串是否相等。
LIKE 谓词 :使用通配符的基本模式匹配。
LOCATE 函数 :在字符串中查找子串。

尽管也可以用 SQL 运算符表示模式“[A-Z]* = ([0-9]|0x00);”,但那样会很麻烦。例如,下列 SELECT 语句的 WHERE 子句中所使用的谓词会匹配字符串“str”中等号之后的部分,如 清单 1所示:

清单 1. 使用 LIKE 匹配模式

SELECT str
FROM   strTable
WHERE ( str LIKE '% = 0;%' OR str LIKE '% = 1;%' OR str LIKE '% = 2;%' 
OR str LIKE '% = 3;%' OR str LIKE '% = 4;%' OR str LIKE '% = 5;%' 
OR str LIKE '% = 7;%' OR str LIKE '% = 7;%' OR str LIKE '% = 8;%' 
OR str LIKE '% = 9;%' OR str LIKE '% = 0x00;%' )

这增加了可以匹配“[A-Z]*”子模式的谓词的复杂度,这可以使用对整个字符串进行迭代并进行逐字符比较的函数来完成,但您会发现使用内置功能既冗长又复杂。

示例方案

让我们定义下列清单( 清单 2)并插入几行:

清单 2. 创建我们的样本表

CREATE TABLE strTable ( c1 INTEGER, str VARCHAR(500) );
INSERT INTO strTable VALUES ( 1, 'some text;' ),
                            ( 2, 'variable = 1234;' ),
                            ( 3, 'var2 = ''string variable'';' ),
                            ( 4, 'xyz = ' ),
                            ( 5, 'myVar = 0x00;' ),
                            ( 6, '# comment' ),
                            ( 7, 'abc = def' );

这个 清单及其数据被用于下面的所有示例。

SELECT * FROM strTable;

C1          STR
----------- ------------------------------
          1 some text;
          2 variable = 1234;
          3 var2 = 'string variable';
          4 xyz = 
          5 myVar = 0x00;
          6 # comment
          7 abc = def

  7 record(s) selected.  

实现模式匹配函数

您可以使用 DB2 的可扩展机制,在 SQL 语句内使用 UDF,以便显著地改善这种情形。通过定义名为 regex1 的 UDF(它采用模式和字符串作为输入参数), 清单 1中的 WHERE 子句现在可以写得象 清单 3中所示的那样:

清单 3. 使用 regex UDF 来简化模式匹配

SELECT str
FROM   strTable
WHERE regex1('\w* = (\d|0x00);', str) = 1  

在本示例中,使用带有 Perl 扩展的正则表达式来匹配完整的模式,而不仅仅是 清单 1中给出的 LIKE 谓词所对应的部分模式。正如您所看到的,使用函数来为该模式编写谓词比用 LIKE 谓词表示同样的语义要容易得多。

实现 UDF

在我的示例实现中,我选择了现有的名为 PCRE(Perl 兼容的正则表达式,Perl-compatible regular expression)的模式匹配引擎。该引擎提供了用来处理模式和执行匹配的 C API。该引擎和查询中所用的 SQL 语言之间“缺失的部分”是 UDF。该 UDF 由两部分组成:

  • 在数据库中创建(或注册)该函数的 CREATE FUNCTION 语句。
  • 该函数的主体,它实现了用于正则表达式匹配引擎的 C API 调用的封装器

清单 4显示了用于创建该函数的 SQL 语句。

清单 4. 注册 regex1 函数

CREATE FUNCTION regex1(pattern VARCHAR(2048), string CLOB(10M))
    RETURNS INTEGER
    SPECIFIC regexSimple
    EXTERNAL NAME 'regexUdf!regexpSimple'
    LANGUAGE C
    PARAMETER STYLE DB2SQL
    DETERMINISTIC
    NOT FENCED
    RETURNS NULL ON NULL INPUT
    NO SQL
    NO EXTERNAL ACTION
    ALLOW PARALLEL;  

注: 请参阅 DB2 SQL Reference 以获取所有子句的详细含义。可以修改参数的长度以适应您的需求。我在此处展示某些值并没有任何推荐使用它们的用意。

Published At
Categories with 数据库类
Tagged with
comments powered by Disqus