正規在C++中使用的詳細介紹

這次帶給大家正規在C++中使用的詳細介紹，正則在C++中使用的注意事項有哪些，下面就是實戰案例，一起來看一下。

正規表示式Regex(regular expression)是一種強大的描述字元序列的工具。在許多語言中都存在著正規表示式，C++11中也將正規表示式納入了新標準的一部分，不僅如此，它還支援了6種不同的正規表示式的語法，分別是：ECMASCRIPT、 basic、extended、awk、grep和egrep。其中ECMASCRIPT是預設的語法，具體使用哪一種語法我們可以在構造正規表示式的時候指定。

         正規表示式是文字模式。正規表示式是強大、便利、高效的文字處理工具。正規表示式本身，加上如同一門袖珍程式語言的通用模式表示法(general pattern notation)，賦予使用者描述和分析文本的能力。配合上特定工具提供的額外支持，正規表示式能夠新增、刪除、分離、疊加、插入和修整各種類型的文字和資料。

         完整的正則表達式由兩種字元構成：特殊字元(special characters)稱為」元字元」(meta characters)，其它為」文字」(literal)，或為普通文字字元(normal text characters，如字母、數字、漢字、底線)。正規表示式的元字元提供了更強大的描述能力。

         和文字編輯器一樣，絕大多數高階程式語言皆支援正規表示式，如Perl、Java、Python、C/C++，這些語言都有各自的正規表示式套件。

         正規表示式則僅為一個字串，而它則沒有長度限制。 「子表達式」指的是整個正規表示式中的一部分，通常是括號內的表達式，或是由」|」分割的多選分支。

 預設情況下，表達式中的字母是要區分大小寫的。

         常用的元字元：

 1.      「.」： 符合除"\n"以外的任何單一字元，若要符合包括"\n"在內的任一字符，需使用諸如"[\s\S]"之類的模式；

 2.       “^”：匹配輸入字符

##########啊串正的開始位置，不匹配任何字符，要匹配”^”字符本身，需使用”\^”；###### 3.      “$”：匹配輸入字符串結尾的位置，不匹配任何字符，要匹配”$”字符本身，需使用”\$”；###### 4.      “*”： 零次或多次匹配前面的字元或子表達式，”*”等效於”{0,}”，如”\ ^*b」可以符合”b”、”^b”、”^^b”、…；###### 5.      “+”： 一次或多次匹配前面的字元或子表達式，等效於”{1,}”，如”a+b”可以匹配”ab”、”aab”、”aaab”、…；###### 6.      “?”：零次或一次匹配前面的字符或子表達式，等效於”{0,1}”，如”a[cd]?”可以匹配”a”、”ac”、”ad”； 當此字元緊跟任何其他限定符*” 、”+”、”?”、”{n}”、”{n,}”、”{n,m}”之後時，匹配模式是"非貪心的"。 "非貪心的"模式匹配搜尋到的、盡可能短的字串，而預設的"貪心的"模式匹配搜尋到的、盡可能長的字串。如，在字串"oooo"中，"o+?"只匹配單一"o"，而"o+"匹配所有"o"；###### 7.     「|」：將兩個符合條件進行邏輯"或"(Or)運算,如正規表示式」(him|her)」符合"itbelongs to him"和"it belongs to her"，但是不能符合"itbelongs to them."；###### 8 .      “\”： 將下一字元標記為特殊字元、文字、反向引用或八進位轉義符，如，”n”匹配字元”n”,”\n”匹配換行符，序列”\\”匹配”\”,”\(“匹配”(“；###

 9.      「\w」：依字母或數字或底線，任一個字母或數字或底線，即A~Z，a~z,0~9,_任一個；

 10 .  「\W」：符合任意不是字母、數字、底線的字元；

 11.  「\s」：符合任意的空格符，包括空格、製表符、換頁符等空白字元的其中任一個，與”[ \f\n\r\t\v]”等效；

 12.  “\S”：匹配任意不是空格符的字符，與”[^\f\ n\r\t\v]”等效；

 13.  “\d”：匹配數字，任一個數字，0~9中的任一個，等效於”[0-9]” ;

 14.  “\D”：符合任意非數字的字符，等效於”[^0-9]”；

 15.  “\b”： 匹配一個字邊界，即字與空格間的位置，也就是單字和空格之間的位置，不匹配任何字符，如，"er\b"匹配"never"中的"er"，但不匹配"verb"中的" er";

 16.  “\B”： 非字邊界匹配,"er\B"匹配"verb"中的"er"，但不匹配"never"中的"er"；

 17.  「\f」：符合一個換頁符，等價於」\x0c」和」\cL」；

 18.  「\n」：符合一個換行符，等價於”\x0a”和”\cJ”；

 19.  “\r”：匹配一個回車符，等價於”\x0d”和”\cM”；

 20 .  “\t”：匹配一個製表符，等價於”\x09”和”\cI”；

 21.  “\v”：匹配一個垂直製表符，等價於”\ x0b”和”\cK”；

 22.  “\cx”：匹配”x”指示的控製字元,如，\cM匹配Control-M或回車符，”x”的值必須在”A-Z”或”a-z”之間,如果不是這樣，則假定c就是"c"字符本身；

 23.  “{n}”：”n”是非負整數，正好匹配n次，如，"o{2}"與"Bob"中的"o"不匹配，但與"food"中的兩個"o"匹配；

 24.  “{n,}”：” n”是非負整數,至少匹配n次,如，"o{2,}"不匹配"Bob"中的"o"，而匹配"foooood"中的所有”o”，"o{1,}"等效於"o+"，"o{0,}"等效於"o*"；

 25.  “{n,m}”：”n”和”m”是非負整數，其中n<=m，匹配至少n次，至多m次，如，"o{1,3}"匹配"fooooood"中的頭三個o，'o{0,1}'等效於'o?' ，注意,不能將空格插入逗號和數字之間；如”ba{1,3}”可以匹配”ba”或”baa”或”baaa”；

 26.  “x|y”：匹配”x”或”y”，如，”z|food”匹配"z"或"food"；”(z|f)ood”匹配"zood"或"food"；

 27. “[xyz]”：字符集，匹配包含的任一字符，如，"[abc]"匹配"plain"中的"a";

 28.  “[^xyz]”：反向字符集，匹配未包含的任何字符，匹配除了”xyz”以外的任意字符，如，"[^abc]"匹配"plain"中的"p"；

 29.  “[a-z] 」：字符範圍，匹配指定範圍內的任何字符，如，"[a-z]"匹配"a"到"z"範圍內的任何小寫字母；

 30.  “ [^a-z]」：反向範圍字符，匹配不在指定的範圍內的任何字符，如，"[^a-z]"匹配任何不在"a"到"z"範圍內的任何字符；

 31.  “( )”：將”(“和”)”之間的表達式定義為”組”group，並且將匹配這個表達式的字符保存到一個臨時區域,一個正則表達式中最多可以保存9個，它們可以用”\1”到”\9”的符號來引用；

 32.  “(pattern)”：匹配pattern並捕獲該匹配的子表達式，可以使用$0…$9屬性從結果”匹配”集合中檢索捕獲的匹配；

33. “(?:pattern)”：匹配pattern但不捕获该匹配的子表达式，即它是一个非捕获匹配，不存储供以后使用的匹配，这对于用”or”字符” (|)”组合模式部件的情况很有用, 如，”industr(?:y|ies)”是比”industry|industries”更简略的表达式；

34. “(?=pattern)”： 非获取匹配，正向肯定预查，在任何匹配pattern的字符串开始处匹配查找字符串，该匹配不需要获取供以后使用。如，"Windows(?=95|98|NT|2000)"能匹配"Windows2000"中的"Windows"，但不能匹配"Windows3.1"中的"Windows"。预查不消耗字符，也就是说，在一个匹配发生后，在最后一次匹配之后立即开始下一次匹配的搜索，而不是从包含预查的字符之后开始；

35. “(?!pattern)”： 非获取匹配，正向否定预查，在任何不匹配pattern的字符串开始处匹配查找字符串，该匹配不需要获取供以后使用。如"Windows(?!95|98|NT|2000)"能匹配"Windows3.1"中的"Windows"，但不能匹配"Windows2000"中的"Windows"；

要匹配某些特殊字符，需在此特殊字符前面加上”\”，如要匹配字符”^”、”$”、”()”、”[]”、”{}”、”.”、”?”、”+”、”*”、”|”，需使用” \^”、” \$”、” \ (“、”\)”、” \ [“、”\]”、” \{“、”\}”、” \.”、” \?”、” \+”、” \*”、” \|”。

在C++/C++11中，GCC版本是4.9.0及以上，VS版本为VS2013及以上时，会有regex头文件，此头文件中会有regex_match、regex_search、regex_replace等函数可供调用，以下是测试代码：

#include "regex.hpp" 
#include  
#include  
#include  
#include  
int test_regex_match() 
{ 
 std::string pattern{ "\\d{3}-\\d{8}|\\d{4}-\\d{7}" }; // fixed telephone 
 std::regex re(pattern); 
 std::vector str{ "010-12345678", "0319-9876543", "021-123456789"}; 
 /* std::regex_match: 
  判断一个正则表达式(参数re)是否匹配整个字符序列str,它主要用于验证文本 
  注意，这个正则表达式必须匹配被分析串的全部，否则返回false;如果整个序列被成功匹配，返回true 
 */ 
 for (auto tmp : str) { 
  bool ret = std::regex_match(tmp, re); 
  if (ret) fprintf(stderr, "%s, can match\n", tmp.c_str()); 
  else fprintf(stderr, "%s, can not match\n", tmp.c_str()); 
 } 
 return 0; 
} 
int test_regex_search() 
{ 
 std::string pattern{ "http|hppts://\\w*$" }; // url 
 std::regex re(pattern); 
 std::vector str{ "http://blog.csdn.net/fengbingchun", "https://github.com/fengbingchun", 
  "abcd://124.456", "abcd https://github.com/fengbingchun 123" }; 
 /* std::regex_search: 
  类似于regex_match,但它不要求整个字符序列完全匹配 
  可以用regex_search来查找输入中的一个子序列，该子序列匹配正则表达式re 
 */ 
 for (auto tmp : str) { 
  bool ret = std::regex_search(tmp, re); 
  if (ret) fprintf(stderr, "%s, can search\n", tmp.c_str()); 
  else fprintf(stderr, "%s, can not search\n", tmp.c_str()); 
 } 
 return 0; 
} 
int test_regex_search2() 
{ 
 std::string pattern{ "[a-zA-z]+://[^\\s]*" }; // url 
 std::regex re(pattern); 
 std::string str{ "my csdn blog addr is: http://blog.csdn.net/fengbingchun , my github addr is: https://github.com/fengbingchun " }; 
 std::smatch results; 
 while (std::regex_search(str, results, re)) { 
  for (auto x : results) 
   std::cout << x << " "; 
  std::cout << std::endl; 
  str = results.suffix().str(); 
 } 
 return 0; 
} 
int test_regex_replace() 
{ 
 std::string pattern{ "\\d{18}|\\d{17}X" }; // id card 
 std::regex re(pattern); 
 std::vector str{ "123456789012345678", "abcd123456789012345678efgh", 
  "abcdefbg", "12345678901234567X" }; 
 std::string fmt{ "********" }; 
 /* std::regex_replace: 
  在整个字符序列中查找正则表达式re的所有匹配 
  这个算法每次成功匹配后，就根据参数fmt对匹配字符串进行替换 
 */ 
 for (auto tmp : str) { 
  std::string ret = std::regex_replace(tmp, re, fmt); 
  fprintf(stderr, "src: %s, dst: %s\n", tmp.c_str(), ret.c_str()); 
 } 
 return 0; 
} 
int test_regex_replace2() 
{ 
 // reference: http://www.cplusplus.com/reference/regex/regex_replace/ 
 std::string s("there is a subsequence in the string\n"); 
 std::regex e("\\b(sub)([^ ]*)"); // matches words beginning by "sub" 
 // using string/c-string (3) version: 
 std::cout << std::regex_replace(s, e, "sub-$2"); 
 // using range/c-string (6) version: 
 std::string result; 
 std::regex_replace(std::back_inserter(result), s.begin(), s.end(), e, "$2"); 
 std::cout << result; 
 // with flags: 
 std::cout << std::regex_replace(s, e, "$1 and $2", std::regex_constants::format_no_copy); 
 std::cout << std::endl; 
 return 0; 
}

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