C++11 の 正则表达式(Regex)

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发布日期:   2023-02-05

正则表达式，又称规则表达式（Regular Expression，常简写为 regex、regexp 或 RE），是一种文本模式/规则，包括普通字符和特殊字符（元字符）。通常使用单个字符串来表示正则表达式 pattern，并匹配一系列符合模式 pattern 的字符串。

正则表达式基本知识

模糊匹配

符号 描述 例子
. 匹配换行符以外的任意一个字符 f.o：foo / f0o / ...
* 匹配前一个字符零次或多次 fo*：f / foooo / ...
+ 匹配前一个字符一次或多次 fo+：fo / foooo / ...
? 匹配前一个字符零次或一次 fo?：f / fo
{n} 匹配前一个字符固定 n 次，n ≥ 0，下同 fo{2}：foo
{n,} 匹配前一个字符至少 n 次 fo{1,}：fo / foo / ...
{,m} 匹配前一个字符至多 m 次 fo{,2}：f / fo / foo
{n, m} 匹配前一个字符至少 n 次，至多 m 次 fo{1, 2}：fo / foo
[] 匹配指定集合中的一个字符 [fF]oo：foo / Foo
[^] 匹配不在集合中的一个字符 [^0-9]ar：Bar / car / ...
x | y 匹配字符串 x 或 y，可连续用 foo | bar：foo / bar
(...) 匹配括号内任意正则表达式 (b | c)def：bdef / cdef

字符集可以只输入确定的几个字符，也可以用 - 表示范围

特殊序列

符号 描述
\ 对下一个字符转义
\f 匹配换页符
\n 匹配换行符
\r 匹配回车符
\t 匹配制表符
\v 匹配垂直制表符
\w 匹配任意字母、数字及下划线，等价于 [0-9a-zA-z_]
\W \w 取非，等价于 [^0-9a-zA-z_]
\d 匹配任意一个数字，等价于 [0-9]
\D \d 取非，等价于 [0-9]
\s 匹配任意一个空白字符，等价于 [\f\n\r\t\v]
\S \s 取非，等价于 [^\f\n\r\t\v]

位置标记

符号 描述 例子
^ 行首定位符 ^foo：以 "foo" 开头的行
$ 行尾定位符 ^bar：以 "bar" 结尾的行

C++ 正则表达式支持

C++11 为支持正则表达式新增了若干类，并将这些类封装在头文件 <regex 中。

主要模板类

  • basic_regex：正则表达式对象，为基类，可以直接通过字符串或初始化列表进行构造，支持拷贝与移动；
  • sub_match：标识子表达式所匹配的字符序列；
  • match_results：维护表示正则表达式匹配结果的字符序列集合，可以通过 str(int n = 0) 返回第 n 个子匹配结果的字符序列 ；

匹配算法

  • regex_match：检查字符串是否完全匹配；
  • regex_search：检查字符串是否部分匹配，若存在匹配的子字符串，则只返回第一个；
  • regex_replace：以新字符串替换所有匹配的子字符串；

代码示例

完全匹配
std::regex r("\\w+day");
std::smatch res;
std::string s1("Monday");
std::string s2("Tuesday");
std::string s3("Weekend");
std::string s4("day");
std::cout << boolalpha
          << regex_match(s1, res, r) << " " << res.str() << "\n"
          << regex_match(s2, res, r) << " " << res.str() << "\n"
          << regex_match(s3, res, r) << " " << res.str() << "\n"
          << regex_match(s4, res, r) << " " << res.str() << "\n";

// output:
// true Monday
// true Tuesday
// false
// false
部分匹配
std::regex r("\\w+day");
std::smatch res;
std::string s1("MondayTuesdaySunday");
std::string s2("Monday and Tuesday and Sunday");
std::cout << boolalpha
          << regex_search(s1, res, r) << " " << res.str() << "\n"
          << regex_search(s2, res, r) << " " << res.str() << "\n";

// output:
// true MondayTuesdaySunday
// true Monday
子串替换
std::regex r("\\w+day");
std::smatch res;
std::string s("Monday and Tuesday and Sunday");
std::cout << regex_replace(s, r, "Weekend");

// output:
// Weekend and Weekend and Weekend
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