C++11 新特性之正则表达式

技术专帖

       本文是C++11新特性介绍的第十部分，涉及到正则表达式相关的新特性。

题外话

       对regex的完整支持，直到g++4.9才算完善。我使用的系统是Ubuntu14.04，默认g++版本号是4.8.x，所以有一些regex功能无法编译通过。可以通过以下方法安装g++4.9：

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sudo add-apt-repository ppa:ubuntu-toolchain-r/test
sudo apt-get update
sudo apt=get install gcc-4.9 g++-4.9 c++-4.9

       安装完成之后，需要在Makefile中强制指定所使用的g++版本。

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CXX=g++-4.9

正则文法

       std::regex默认使用是ECMAScript文法，这种文法比较好用，且威力强大，常用符号的意义如下：

符号 意义
^ 匹配行的开头
$ 匹配行的结尾
. 匹配任意单个字符
[…] 匹配[]中的任意一个字符
(…) 设定分组
\ 转义字符
\d 匹配数字[0-9]
\D \d 取反
\w 匹配字母[a-z]，数字，下划线
\W \w 取反
\s 匹配空格
\S \s 取反
+ 前面的元素重复1次或多次
* 前面的元素重复任意次
? 前面的元素重复0次或1次
{n} 前面的元素重复n次
{n,} 前面的元素重复至少n次
{n,m} 前面的元素重复至少n次，至多m次

       上面列出的这些都是非常常用的符号，靠这些便足以解决绝大多数问题了。

简单用法

       一切就绪，先看看如何用C++11中的regex匹配一个电子邮箱地址。

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std::cout<<"test regex simple usage:\n";
std::string email_pattern("(\\w)+(\\.\\w+)*@(\\w)+((\\.\\w+)+)");
try
{
    std::regex email_regex(email_pattern);
    std::smatch results;
    std::string test_email_str = "My email is yubo1911@163.com";
    if(std::regex_search(test_email_str, results, email_regex))
    {
        std::cout<<results.str()<<std::endl;
    }
}
catch(std::regex_error e)
{
    std::cout<<e.what()<<'\t'<<e.code()<<std::endl;
}
std::cout<<"test regex simple usage done.\n"<<std::endl;

       C++中的regex默认使用ECMA-262正则表达式规范，这也是众多浏览器所使用的标准。注意到email_pattern中有好多双斜线，这是因为除了regex模块要做一次转义解析外，C++ string也会对字符串做一次转义解析。

regex 选项

       在构造regex对象时，可以指定多种标识已实现特定的效果。这里以使用regex::icase达到不区分大小写的匹配为例。

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std::cout<<"test regex icase:\n";
try
{
    std::regex cpp_regex("(\\w)+\\.(cpp|hpp)$", std::regex::icase);
    std::vector<std::string> test_filenames = {"regex.cpp", "iostream.h", "template.CPP", "class.hPP", "Ah, regex.cpp", "regex.cpp Ah"};
    for(auto fn : test_filenames)
    {
        if(std::regex_match(fn, cpp_regex))
        {
            std::cout<<"cpp file: "<<fn<<'\n';
        }
    }
}
catch (std::regex_error e)
{
    std::cout<<e.what()<<'\t'<<e.code()<<std::endl;
}
std::cout<<"test regex icase done.\n"<<std::endl;

regex iterator

       regex提供了一个迭代器，这个迭代器生成时需要一个所搜寻字符串的范围以及一个regex对象。之后，迭代器在迭代时，会遍历搜寻字符串中的所有匹配位置。

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std::cout<<"test regex iterator usage:\n";
try
{
    std::regex email_regex(email_pattern);
    std::string test_email_str = "I have three emails, yubo1911@163.com, yubo@gmail.com and guoyubo@gmail.com.";
    for(std::sregex_iterator it(std::begin(test_email_str), std::end(test_email_str), email_regex), end_it; it != end_it; it++)
    {
        std::cout<<it->str()<<std::endl;
    }
}
catch(std::regex_error e)
{
    std::cout<<e.what()<<'\t'<<e.code()<<std::endl;
}
std::cout<<"test regex iterator usage done.\n"<<std::endl;

子表达式

       regex也支持子表达式，和其他正则表达式一样，使用括号括起来的构成一个子表达式。在匹配结果中，序号0表示整个匹配结果，序号1表示子表达式1的匹配结果……
       下面以一个座机电话号码的匹配验证为例，说明子表达式的运用：

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std::cout<<"test regex sub_match usage:\n";
std::string phone_pattern = "(\\()?(\\d{3,4})(\$$)?([- ])?(\\d{7,8})";
try
{
    std::regex phone_regex(phone_pattern);
    std::smatch results;
    std::vector<std::string> test_phones = {"010-82224567", "(010-83332345", "(020)62334567", "(021) 22346543", "0357-4223456", "0358-465788"};
    for(auto fn : test_phones)
    {
        if(std::regex_match(fn, results, phone_regex))
        {
            if(results[1].matched)
            {
                if(!results[3].matched) continue;
                if(results[4].matched && results[4].str() == "-") continue;
            }
            else
            {
                if(results[3].matched) continue;
                if(!(results[4].matched && results[4].str() == "-")) continue;
            }
            std::cout<<results.str()<<std::endl;
        }
    }
}
catch(std::regex_error e)
{
    std::cout<<e.what()<<'\t'<<e.code()<<std::endl;
}
std::cout<<"test regex sub_match usage done.\n"<<std::endl;

replace

       regex同样提供了替换功能。将替换功能和子表达式结合起来，可以实现字符串的格式化功能：

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std::cout<<"test regex replace usage:\n";
try
{
    std::string format = "$2-$5";
    std::regex phone_regex(phone_pattern);
    std::string ori_phone = "yubo: (020)85776452";
    std::cout<<"formated phone: "<<std::regex_replace(ori_phone, phone_regex, format) <<std::endl;
}
catch(std::regex_error e)
{
    std::cout<<e.what()<<'\t'<<e.code()<<std::endl;
}
std::cout<<"test regex replace usage done.\n"<<std::endl;

       其中format字符串中$2和$5就分别表示第二个子表达式和第5个子表达式。

输出

       整个测试程序的输出结果如下：

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test regex simple usage:
yubo1911@163.com
test regex simple usage done.
 
test regex icase:
cpp file: regex.cpp
cpp file: template.CPP
cpp file: class.hPP
test regex icase done.
 
test regex iterator usage:
yubo1911@163.com
yubo@gmail.com
guoyubo@gmail.com
test regex iterator usage done.
 
test regex sub_match usage:
010-82224567
(020)62334567
(021) 22346543
0357-4223456
test regex sub_match usage done.
 
test regex replace usage:
formated phone: yubo: 020-85776452
test regex replace usage done.

总结

       1.C++11种提供了regex模块，需要g++-4.9以上才能完整支持。
       2.regex默认采用ECMA-262标准，和浏览器中使用的一样。
       3.regex提供了查找、匹配、迭代器、子表达式、替换等常用用法。

本文标题:C++11 新特性之正则表达式

文章作者:Greedysky

发布时间:2016年12月20日 - 21时25分

最后更新:2023年07月21日 - 23时59分

原始链接:http://greedysky.github.io/2016/12/20/C++11新特性之正则表达式/

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文章目录
  1. 1. 题外话
  2. 2. 正则文法
  3. 3. 简单用法
  4. 4. regex 选项
  5. 5. regex iterator
  6. 6. 子表达式
  7. 7. replace
  8. 8. 输出
  9. 9. 总结