C++使用正则表达式的详细教程

2022-11-13 08:11:14 正则表达式 教程 详细

正则表达式

正则表达式(regular expression)是一种描述字符序列的方法，是一种极其强大的计算工具。

c++正则表达式库(RE库)定义在<regex>中，它包含多个组件。

RE库组件

 解释
regex表示有一个正则表达式的类
regex_match将一个字符序列与一个正则表达式匹配
regex_search寻找第一个与正则表达式匹配的子序列
regex_replace使用给定格式替换一个正则表达式
sregex_iterator迭代器适配器，调用regex_search来遍历一个string中所有匹配的子串
smatch容器类，保存在string中搜索的结果
ssub_matchstring中匹配的子表达式的结果

正则表达式的使用

#include <regex>
void test()
{
    //查找不是在字符c之后的ei组合存在的单词
	string pattern("[^c]ei");
	pattern = "[[:alpha:]]*" + pattern + "[[:alpha:]]*";
	regex r(pattern);
	smatch results;
	string test_str("receipt freind theif receive");
	if (regex_search(test_str, results, r))
		cout << results.str() << endl;//freind
}

regex迭代器类型

上面的程序只能查找第一个匹配到的单词，如果想获得所有匹配，可以使用sregex_iterator。

for (sregex_iterator it(test_str.begin(),test_str.end(),r), end_it;it != end_it;++it) {
		cout << it->str() << endl;
}

输出：

freind
theif

for循环中定义了两个迭代器，it负责寻找匹配的单词，end_it是一个空迭代器，起到尾后迭代器的作用。

解引用迭代器会得到一个匹配结果的smatch对象。

除了得到匹配的smatch对象以外，还可以得到其上下文。

for (sregex_iterator it(test_str.begin(),test_str.end(),r), end_it;it != end_it;++it) {
	auto pos = it->prefix().length();
	pos = pos > 40 ? pos - 40 : 0;
	cout << it->prefix().str().substr(pos)
		<< "[ " << it->str() << " ]"
		<< it->suffix().str().substr(0, 40)
		<< endl;
}

输出：

receipt [ freind ] theif receive
 [ theif ] receive

使用prefix和suffix函数可以得到匹配之前和之后的ssub_match对象。

smatch相关操作

 解释
m.ready()若已通过regex_search或regex_match设置了m，则返回true；否则返回false
m.size()如果匹配失败，返回0；否则返回最近一次匹配的正则表达式中子表达式的数目
m.empty()若m.size()==0，返回true
m.prefix()一个ssub_match对象，表示当前匹配之前的序列
m.suffix()一个ssub_match对象，表示当前匹配之后的部分
m.fORMat()格式化输出
m.length(n)第n个匹配的子表达式的大小
m.position(n)第n个子表达式距序列开始的距离
m.str(n)第n个子表达式匹配的string
m[n]对应第n个子表达式的ssub_match对象
m.begin(),m.end()m中sub_match元素范围的迭代器
m.cbegin(),m.cend()m中sub_match元素范围的常量迭代器

这些操作也适用于cmatch、wsmatch、wcmatch和对应的子匹配对象。

子表达式

正则表达式中的模式通常包含一个或多个子表达式(subexpression)。

一个子表达式是模式的一部分，本身也具有意义。

正则表达式语法同常用小括号表示子表达式。

eg: 可以使用子表达式来匹配文件扩展名

regex r("([[:alnum:]]+)\\.(cpp|cxx|cc)$");

现在模式中有两个小括号表示的子表达式：

  • ([[:alnum:]]+) 匹配一个或多个数字字母序列
  • (cpp|cxx|cc) 匹配cpp或cxx或cc等扩展名

通过使用str(n)来打印子表达式

if (regex_search(filename, results, r))
		cout << results.str(1) << endl;//打印第一个子表达式

参数0代表整个对应的匹配，参数1表示第一个子表达式。

如，foo.cpp中，results.str(0)将保存foo.cpp，results.str(1)将保存foo。

子表达式用于数据验证

子表达式的一个常见用途是验证必须匹配特定格式的数据。

eg:匹配联通号码

中国联通号段：130、131、132、145、155、156、166、175、176、185、186、196

使用开源工具Regulex实现正则表达式设计可视化。

void test02()
{
	//匹配联通号码
	string UnicomNumber("\\b(1)(3[0-2]|[4578]5|[5-9]6)(\\d{4})(\\d{4})\\b");
	regex r(UnicomNumber);
	string testNumbers("130123456789 23112345678 7602125 1320000 16512345678 14512345678 17612345678");
	for (sregex_iterator it(testNumbers.begin(), testNumbers.end(), r), end_it;it != end_it;++it) {
		cout << it->str() << endl;	
	}
}

结果：

1451234567817612345678

解释：

在模式UnicomNumber中，有4个子表达式

子表达式索引号子表达式含义
子表达式1(1)匹配1
子表达式2(3[0-2]|[4578]5|[5-9]6)匹配30/31/32/45/55/75/85/56/66/76/86/96
子表达式3(\d{4})匹配任意4个数字
子表达式4(\d{4})匹配任意4个数字

此外，"\b"匹配单词边界，可以理解为空格与单词的分界线。"\d"匹配任意数字。[]内表示多选一，{n}表示匹配n个，子表达式内"|"表示或。

并且，在正则表达式语法中"\“具有转义作用，在C++中也有转义作用，因此，为了得到正则表达式中的”\"，需要在string中额外加一个"\"。所以我们的表达式中会有"\\b"和"\\d"。

在正则匹配过程中，迭代器查找每一个号码，进行分析

号码分析
130123456789多了一位数字，单词边界匹配失败
23112345678子表达式1匹配失败
7602125子表达式1匹配失败
1320000子表达式3匹配失败(或者说是边界匹配失败？)
16512345678子表达式2匹配失败
14512345678匹配成功
17612345678匹配成功

子匹配操作

ssub_match的相关操作

 解释
matched一个public bool成员，指出此ssub_match是否匹配了
first,secondpublic数据成员，指向匹配序列首元素和尾后迭代器
length()匹配的大小
str()匹配的string
s = ssub将ssub_match对象转化为string对象

添加一段代码，测试一下matched成员

for (sregex_iterator it(testNumbers.begin(), testNumbers.end(), r), end_it;it != end_it;++it) {
	cout << it->str() << endl;	
	cout << "\t" << (*it)[4].matched << endl;
}

结果

14512345678
        1
17612345678
        1

这里的matched为true表示匹配到了，当然，UnicomNumber的子表达式并非是可选匹配的(用"?"跟在一个表达式后表示可以有1个或0个该表达式)，所以它的四个子表达式全部匹配到了，若是可选表达式，可能会出现matched为false的情况。

regex_replace

正则表达式不仅用在查找给定序列方面，当我们想将查找到的序列替换为另一个序列时，可使用regex_replace。

eg:格式化输出电话号码

void test03()
{
	string UnicomNumber("\\b(1)(3[0-2]|[4578]5|[5-9]6)(\\d{4})(\\d{4})\\b");
	regex r(UnicomNumber);
	string fmt = "$1$2 $3 $4";
	string number = "14512345678";
	cout << regex_replace(number,r,fmt) << endl;
}

结果：

145 1234 5678

解释：

使用"$"后跟子表达式的索引号来表示一个特定的子表达式。

在"$1$2 $3 $4"中，希望子表达式1和2在一起，跟子表达式3和4之间都使用空格(" ")隔开。

参考资料

《C++ Primer 第5版》

总结 

到此这篇关于C++使用正则表达式的文章就介绍到这了,更多相关C++正则表达式使用内容请搜索以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持！

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