אינטרפולציה של מחרוזת

בתכנות מחשב, אינטרפולציה של מחרוזת (באנגלית: String interpolation) היא תהליך של פענוח מחרוזת מילולית המכילה שומרי מקום, המספקת תוצאה שבה שומרי המקום מוחלפים בערכים המתאימים להם. זוהי צורה של עיבוד תבנית פשוט"Enforcing Strict Model-View Separation in Template Engines", T. Parr (2004), WWW2004 conference. או, במונחים פורמליים, צורה של קוואזי ציטוט (או החלפה לוגית). שומר המקום עשוי להיות שם משתנה, או בשפות מסוימות ביטוי שרירותי, שמפוענח בהקשר הנוכחי.

אינטרפולציה של מחרוזת היא אלטרנטיבה לבניית מחרוזת באמצעות שרשור, הדורשת פתיחת וסגירת מירכאות שוב ושוב או החלפה למחרוזת בפורמט printf, כאשר המשתנה רחוק מהמקום שבו נעשה בו שימוש. הדגמה של שלוש החלופות:
apples = 4
print("I have ${apples} apples.") # string interpolation
print("I have " + apples + " apples.") # string concatenation
print("I have %s apples.", apples) # format string

בדרך כלל מוצעים שני סוגים של ביטוי מילולי: אחד עם אינטרפולציה מופעלת, השני בלי. כאשר אין הפעלה של אינטרפולציה, עדיין יכולה להתבצע פעולת פענוח של מחרוזות מיוחדות, לדוגמה רצף כגון &quot; עשוי להתפענח בהקשרים מסוימים כמרכאות (למשל ב-HTML), אפילו כאשר אין תמיכה באינטרפולציה. מחרוזות ללא אינטרפולציה שגם נמלטות מפענוח רצפים נקראות מחרוזות גולמיות. לדוגמה, בממשק שורת פקודה של יוניקס, מחרוזות במירכאות בודדות הן גולמיות, ואילו מחרוזות במירכאות כפולות מפעילות אינטרפולציה. מצייני מיקום מיוצגים בדרך כלל על ידי סימן ייעודי (בדרך כלל $ או %), למשל  או , או עם סוגריים מסולסלים, למשל {apples}, ולפעמים שניהם, למשל . במקרים מסוימים ניתן להשתמש במפרטי עיצוב נוספים (כמו ב-printf), למשל {apples:3}, ובמקרים מסוימים ניתן לבצע אינטרפולציה של מפרטי העיצוב עצמם, למשל {apples:width} . הרחבת המחרוזת מתרחשת בדרך כלל בזמן ריצה.

תמיכת השפה באינטרפולציה של מחרוזת משתנה מאוד בין שפות. שפות מסוימות אינן מציעות אינטרפולציה למחרוזות, ומשתמשות במקום זאת בשרשור, פונקציות עיצוב פשוטות או ספריות של תבניות. אינטרפולציה של מחרוזת נפוצה בשפות תכנות רבות העושות שימוש רב בייצוגי מחרוזת של נתונים, כגון Apache Groovy, ג'וליה, Kotlin, Perl, PHP, פייתון, Ruby, סקאלה, סוויפט, Tcl ורוב ממשקי שורת הפקודה של יוניקס.

 אלגוריתמים 
ישנם שני סוגים עיקריים של אלגוריתמי הרחבת משתנים לאינטרפולציה של משתנים:"smallest-template-system/Simplest algorithms", an online tutorial for placeholder-template-systems.
 "החלף והרחב שומרי מקום": יצירת מחרוזת חדשה על בסיס המחרוזת המקורית, על ידי פעולות מצא-החלף. מצא הפניה למשתנה (שומר מקום), החלף אותו בערך המשתנה שלו. אלגוריתם זה אינו מציע אסטרטגיית מטמון.
 "פצל וצרף מחרוזת": פיצול המחרוזת למערך, ומיזוגו עם מערך הערכים המתאים; לאחר מכן צירוף כל הפריטים על ידי שרשור. ניתן לשמור את המחרוזת המפוצלת במטמון לשימוש חוזר, למשל כאשר הערכים משתנים.

 סוגיות אבטחה 
אינטרפולציה של מחרוזות, כמו שרשור מחרוזות, עשויה להוביל לבעיות אבטחה. אם נתוני קלט של המשתמש יעברו מילוט או סינון שגוי, המערכת תיחשף להזרקת SQL, הזרקת סקריפט, הזרקת ישות חיצונית של XML (XXE) והתקפות סקריפטים בין-אתרים (XSS).

דוגמה להזרקת SQL:
 query = "  "
אם $id מוחלף ב " ';  ", ביצוע שאילתה זו ימחק את כל הנתונים בטבלה.

 דוגמאות 
 ABAP 
DATA(apples) = 4.
WRITE |I have { apples } apples|.
הפלט יהיה:
I have 4 apples

 באש 
apples=4
echo "I have $apples apples"
# or
echo "I have ${apples} apples"
הפלט יהיה:
I have 4 apples

 BOO 
apples = 4
print("I have $(apples) apples")
# or
print("I have {0} apples" % apples)
הפלט יהיה:
I have 4 apples

 סי שארפ 
החל מגרסה 6 קיימת תמיכה באינטרפולציה של מחרוזת.
var apples = 4;
var bananas = 3;

Console.WriteLine($"I have {apples} apples");
Console.WriteLine($"I have {apples + bananas} fruits");
הפלט יהיה:
I have 4 apples
I have 7 fruits

 שפת סימון ColdFusion 
תחביר הסקריפט של ColdFusion Markup Language (CFML):
apples = 4;
writeOutput("I have #apples# apples");תחביר תגיות:<cfset apples = 4>
<cfoutput>I have #apples# apples</cfoutput>
הפלט יהיה:
 I have 4 apples

 CoffeeScript 
apples = 4
console.log "I have #{apples} apples"
הפלט יהיה:
I have 4 apples

 Dart 
int apples = 4, bananas = 3;
print('I have $apples apples.');
print('I have ${apples+bananas} fruit.');
הפלט יהיה:
I have 4 apples.
I have 7 fruit.

 Go (שפת תכנות) 
נכון לשנת 2022, בשפת Go אין תמיכה באינטרפולציה של מחרוזות. היו כמה הצעות להוספת תמיכה בגרסה הבאה של השפה, Go 2. במקום אינטרפולציה, גו משתמשת בפורמט printf בפונקציה fmt.Sprintf, בשרשור מחרוזות או בספריות לבניית תבניות כמו text/template.

 Groovy 
בשפת גרובי, מחרוזות עם אינטרפולציה ידועות כ-GSStrings:def quality = "superhero"
final age = 52
def sentence = "A developer is a $quality, if he is ${age <= 42 ? "young" : "seasoned"}"
println sentence
הפלט יהיה:
A developer is a superhero if he is seasoned

 Haxe 
var apples = 4;
var bananas = 3;
trace('I have $apples apples.');
trace('I have ${apples+bananas} fruit.');
הפלט יהיה:
I have 4 apples.
I have 7 fruit.

 ג'אווה 
נכון ל-2022, שפת התכנות ג'אווה אינה תומכת באינטרפולציה של מחרוזות, במקום זאת היא משתמשת בפונקציות ליצירת פורמט, הידועות שבהן הן המחלקה MessageFormat (החל מגרסת Java 1.1) והפונקציה הסטטית String.format (החל מגרסה 5 של השפה).

 JavaScript 
JavaScript, החל מתקן ECMAScript 2015 (ES6), תומכת באינטרפולציה של מחרוזות תוך שימוש בסימן הטעמה משני (`). תכונה זו נקראת תבניות מילוליות. להלן דוגמה:
const apples = 4;
const bananas = 3;
console.log(`I have ${apples} apples`);
console.log(`I have ${apples + bananas} fruit`);
הפלט יהיה:
I have 4 apples
I have 7 fruit
ניתן להשתמש בתבנית מילולית גם עבור מחרוזת מרובת שורות:
console.log(`This is the first line of text.
This is the second line of text.`);
הפלט יהיה:
This is the first line of text.
This is the second line of text.

 ג'וליה 
apples = 4
bananas = 3
print("I have $apples apples and $bananas bananas, making $(apples + bananas) pieces of fruit in total.")
הפלט יהיה:
I have 4 apples and 3 bananas, making 7 pieces of fruit in total.

 Kotlin 
val quality = "superhero"
val apples = 4
val bananas = 3
val sentence = "A developer is a $quality. I have ${apples + bananas} fruit"
println(sentence)
הפלט יהיה:
A developer is a superhero. I have 7 fruit

 Nemerle 
def apples = 4;
def bananas = 3;
Console.WriteLine($"I have $apples apples.");
Console.WriteLine($"I have $(apples + bananas) fruit.");
השפה תומכת גם בתכונות פורמט מתקדמות, כגון:
def fruit = ["apple", "banana"];
Console.WriteLine($<#I have ..$(fruit; "\n"; f => f + "s")#>);
הפלט יהיה:
apples
bananas

 Nim 
נים מספקת אינטרפולציה של מחרוזות באמצעות מודול ה-strutils. מחרוזות מילוליות עם פורמט, בהשראת F-string של שפת התכנות פייתון, מסופקות באמצעות מודול strformat, המאקרו strformat מוודא שמחרוזת הפורמט מעוצבת היטב ובעלת טיפוסים נכונים, ולאחר מכן מורחבת לקוד מקור של Nim בזמן ההידור.
import strutils, strformat
var apples = 4
var bananas = 3
echo "I have $1 apples".format(apples)
echo fmt"I have {apples} apples"
echo fmt"I have {apples + bananas} fruits"

# Multi-line
echo fmt"""
I have
{apples} apples"""

# Debug the formatting
echo fmt"I have {apples=} apples"

# Custom openChar and closeChar characters
echo fmt("I have (apples) {apples}", '(', ')')

# Backslash inside the formatted string literal
echo fmt"""{ "yep\nope" }"""
הפלט יהיה:
I have 4 apples
I have 4 apples
I have 7 fruits
I have
4 apples
I have apples=4 apples
I have 4 {apples}
yep
ope

 Nix 
let numberOfApples = "4";
in "I have ${numberOfApples} apples"
הפלט יהיה:
I have 4 apples

 ParaSail 
const Apples := 4
const Bananas := 3
Println ("I have `(Apples) apples.\n")
Println ("I have `(Apples+Bananas) fruit.\n")
הפלט יהיה:
I have 4 apples.
I have 7 fruit.

 Perl 
my $apples = 4;
my $bananas = 3;
print "I have $apples apples.\n";
print "I have @{[$apples+$bananas]} fruit.\n"; # Uses the Perl array (@) interpolation.
הפלט יהיה:
I have 4 apples.
I have 7 fruit.

 PHP 
<?php
$apples = 5;
$bananas = 3;
echo "There are $apples apples and $bananas bananas.";
echo "\n";
echo "I have {$apples} apples and {$bananas} bananas.";
הפלט יהיה:
There are 5 apples and 3 bananas.
I have 5 apples and 3 bananas.

כאשר עושים שימוש במירכאות בודדות, לא מבוצעת אינטרפולציה.

 פייתון 
Python תומכת באינטרפולציה של מחרוזות החל מגרסה 3.6, תחת השם "formatted string literals". מחרוזת שכזו מתחילה ב-f או F לפני פתיחת המירכאות, ומשתמשת בסוגריים מסולסלים עבור שומרי המקום:apples = 4
bananas = 3
print(f'I have {apples} apples and {bananas} bananas')
הפלט יהיה:
I have 4 apples and 3 bananas

 Ruby 
apples = 4
puts "I have #{apples} apples"
# or
puts "I have %s apples" % apples
# or
puts "I have %{a} apples" % {a: apples}
הפלט יהיה:
I have 4 apples

 ראסט 
לראסט אין אינטרפולציה של מחרוזות באופן כללי, אך השפה מספקת פונקציונליות דומה באמצעות פקודת מאקרו, המכונה "מזהים לכודים במחרוזות פורמט", שהוצגה בגרסה 1.58.0, שפורסמה בינואר 2022.

ראסט מספקת עיצוב באמצעות מודול std::fmt, אשר מתממשקים אליו באמצעות פקודות מאקרו שונות כגון format!, write!, ו-print!. פקודות מאקרו אלו מומרות לקוד מקור ראסט בזמן ההידור, שם כל ארגומנט מקיים אינטראקציה עם הפורמטר. הפורמטר תומך בפרמטרים מיקומיים, פרמטרים בעלי שם, טיפוסים של ארגומנטים, הגדרת תכונות עיצוב שונות ולכידת מזהים מהסביבה.let (apples, bananas) = (4, 3);
// println! captures the identifiers when formatting: the string itself isn't interpolated by Rust.
println!("There are {apples} apples and {bananas} bananas.");
הפלט יהיה:
 There are 4 apples and 3 bananas.

 סקאלה 
Scala החל מגרסה 2.10 הטמיעה את האינטרפולטורים הבאים של מחרוזות: s, f ו-raw. אפשר גם לכתוב אינטרפולטורים מותאמים אישית או לדרוס את הסטנדרטיים.

האינטרפולטור f הוא מאקרו מהדר המשכתב מחדש מחרוזת פורמט עם ביטויים מוטבעים כקריאה ל-String.format. הוא מוודא שמחרוזת הפורמט מעוצבת היטב ובעלת טיפוסיות נכונה.

 האינטרפולטורים הסטנדרטיים 
אינטרפולציית מחרוזת של Scala 2.10+ מאפשרת הטמעת הפניות משתנות ישירות במחרוזות מעובדות. להלן דוגמה:
val apples = 4
val bananas = 3
//before Scala 2.10
printf("I have %d apples\n", apples)
println("I have %d apples" format apples)
//Scala 2.10+
println(s"I have $apples apples")
println(s"I have ${apples + bananas} fruits")
println(f"I have $apples%d apples")
הפלט יהיה:
I have 4 apples

 Sciter (tiscript) 
בשפת Sciter כל פונקציה עם שם שמתחיל ב-$ נחשבת כפונקציה עם אינטרפולציה ולכן האינטרפולציה ניתנת להתאמה אישית ורגישה להקשר:var apples = 4
var bananas = 3
var domElement = ...;

domElement.$content(<p>I have {apples} apples</p>);
domElement.$append(<p>I have {apples + bananas} fruits</p>);
כאשר:
domElement.$content(<p>I have {apples} apples</p>);
הופך לזה:
domElement.html = "<p>I have " + apples.toHtmlString() + " apples</p>";

 Snobol 
 apples = 4 ; bananas = 3
 Output = "I have " apples " apples."
 Output = "I have " (apples + bananas) " fruit."
הפלט יהיה:
I have 4 apples.
I have 7 fruit.

 סוויפט 

בסוויפט, ניתן ליצור ערך מחרוזת חדש משילוב של קבועים, משתנים, מחרוזות וביטויים על ידי הכללת הערכים שלהם בתוך מחרוזת. כל פריט המוכנס למחרוזת עטוף בזוג סוגריים, עם קו נטוי אחורי.
let apples = 4
print("I have \(apples) apples")
הפלט יהיה:
I have 4 apples

 Tcl 
שפת הפקודה של הכלי תמיד תמכה באינטרפולציה של מחרוזות בכל המחרוזות המופרדות במירכאות.
set apples 4
puts "I have $apples apples."
הפלט יהיה:
I have 4 apples.

אם רוצים לשנות את הפורמט של הערכים ולא רק להחליף אותם, קיימת פונקציית פירמוט.

set apples 4
puts [format "I have %d apples." $apples]

 TypeScript 
נכון לגרסה 1.4, TypeScript תומכת באינטרפולציה של מחרוזות באמצעות סימן הטעמה משני (`). לדוגמה:
var apples: number = 4;
console.log(`I have ${apples} apples`);
הפלט יהיה:
I have 4 apples
The console.log function can be used as a printf function. The above example can be rewritten, thusly:
var apples: number = 4;
console.log("I have %d apples", apples);
הפלט נשאר אותו דבר.

 Visual Basic 
נכון ל-Visual Basic 14, אינטרפולציה של מחרוזות נתמכת בשפה.

name = "Tom"
Console.WriteLine($"Hello, {name}")
ידפיס:
 "Hello, Tom".

 ראו גם 
 שרשור (מחרוזות)

 הערות שוליים 

קטגוריה:מחרוזת (מדעי המחשב)