C++中的正則表達式如何使用

這篇文章主要介紹了C++中的正則表達式如何使用的相關知識，內容詳細易懂，操作簡單快捷，具有一定借鑒價值，相信大家閱讀完這篇C++中的正則表達式如何使用文章都會有所收獲，下面我們一起來看看吧。

介紹

C++ 正則表達式教程解釋了 C++ 中正則表達式的工作，包括正則表達式匹配、搜索、替換、輸入驗證和標記化的功能。

幾乎所有的編程語言都支持正則表達式。 C++ 從 C++11 開始直接支持正則表達式。除了編程語言之外，大多數文本處理程序（如詞法分析器、高級文本編輯器等）都使用正則表達式。

1. C++ 中的正則表達式 (Regex)

正則表達式是包含一系列字符的表達式，這些字符定義了可用于字符串搜索算法、查找或查找/替換算法等的特定搜索模式。正則表達式也用于輸入驗證。

大多數編程語言要么為正則表達式提供內置功能，要么通過庫提供。從 C++11 開始，C++ 通過 標準庫提供正則表達式支持。

用于解析正則表達式的正則表達式處理器將其轉換為內部表示，該表示被執行并與表示正在搜索的文本的字符串匹配。 C++11 使用 ECMAScript 語法作為正則表達式的默認語法。 ECMAScript 很簡單，但它提供了強大的正則表達式功能。 讓我們看看我們在正則表達式中指定的一些模式，如范圍規范、重復模式等。

1.1 范圍規范

指定字符或文字的范圍是正則表達式中使用的最簡單的標準之一。

例如，我們可以指定一個從a到z的小寫字母范圍，如下所示:[a-z]，這將只匹配一個小寫字符。

下列條件：[A-Za-z0-9]

上面的表達式指定了包含一個大寫字母、一個小寫字母和0到9之間的數字的范圍。

上述表達式中的方括號([])具有特殊含義，即用于指定范圍。如果你想包含一個括號作為表達式的一部分，那么你需要轉義它。

那么下面的表達式，[\[0-9]

上面的表達式表示一個左括號和一個0到9范圍內的數字作為正則表達式。

但請注意，當我們使用 C++ 編程時，我們需要使用 C++ 特定的轉義序列，如下所示：[\\[0-9]

1.2 重復模式

我們上面指定的范圍示例只匹配一個字符或文字。如果我們想匹配多個字符，我們通常在模式中指定“表達式修飾符”，從而使其成為一個重復的模式。

表達式修飾符可以是+，表示匹配一個模式出現一次或多次，也可以是*，表示匹配一個模式出現零次或多次。

例如，下面的表達式，

[a-z]+ 匹配 a、aaa、abcd、softwaretestinghelp 等字符串。請注意，它永遠不會匹配空白字符串。

[a-z]*將匹配一個空白字符串或任何上面的字符串。

如果要指定一組字符匹配一次或多次，則可以使用括號，如下所示：(Xyz)+

上面的表達式將匹配Xyz、XyzXyz和XyzXyz等等。

2. C++正則表達式的例子

考慮一個匹配 MS-DOS 文件名的正則表達式，如下所示。

char regex_filename[] = “[a-zA-Z_] [a-zA-Z_0-9]*\\.[a-zA-Z0-9]+”;

上面的正則表達式可以解釋如下：

匹配一個字母(小寫，然后大寫)或下劃線。然后匹配零個或多個字符，其中每個字符可以是字母、下劃線或數字。然后匹配文字點(.)。在點之后，匹配一個或多個字符，其中每個字符可以是表示文件擴展名的字母或數字。

3. C++正則表達式中使用的函數模板

現在讓我們討論在 C++ 中編寫正則表達式時的一些重要函數模板。

3.1 regex_match()

此函數模板用于匹配給定的模式。如果給定的表達式與字符串匹配，則此函數返回 true。否則，該函數返回 false。

以下是演示 regex_match 函數的 C++ 編程示例。

#include <iostream>
#include <string>
#include <regex>
using namespace std;
 
int main () {
 
   if (regex_match ("softwareTesting", regex("(soft)(.*)") ))
      cout << "string:literal => matched\n";
 
   const char mystr[] = "SoftwareTestingHelp";
   string str ("software");
   regex str_expr ("(soft)(.*)");
 
   if (regex_match (str,str_expr))
      cout << "string:object => matched\n";
 
   if ( regex_match ( str.begin(), str.end(), str_expr ) )
      cout << "string:range(begin-end)=> matched\n";
 
   cmatch cm;  //匹配的詞語檢索出來
   regex_match (mystr,cm,str_expr);
    
   smatch sm;
   regex_match (str,sm,str_expr);
    
   regex_match ( str.cbegin(), str.cend(), sm, str_expr);
   cout << "String:range, size:" << sm.size() << " matches\n";
 
   
   regex_match ( mystr, cm, str_expr, regex_constants::match_default );
 
   cout << "the matches are: ";
   for (unsigned i=0; i<sm.size(); ++i) {
      cout << "[" << sm[i] << "] ";
   }
 
   cout << endl;
 
   return 0;
}

在上面的程序中，首先，我們使用regex_match函數將字符串" softwareTesting "與正則表達式" (soft)(.*) "匹配。隨后，我們還通過向regex_match傳遞字符串對象、范圍等來演示regex_match的不同變體。

3.2 regex_search()

函數regex_search()用于在字符串中搜索匹配正則表達式的模式。

考慮下面的c++程序，它顯示了regex_search()的用法。

#include <iostream> 
#include <regex> 
#include<string.h> 
using namespace std; 
   
int main() 
{ 
    //string to be searched
    string mystr = "She sells_sea shells in the sea shore"; 
   
    // regex expression for pattern to be searched 
    regex regexp("s[a-z_]+"); 
   
    // flag type for determining the matching behavior (in this case on string objects)
     smatch m; 
   
    // regex_search that searches pattern regexp in the string mystr  
    regex_search(mystr, m, regexp); 
  
    cout<<"String that matches the pattern:"<<endl;
    for (auto x : m) 
        cout << x << " "; 
    return 0; 
}

我們先指定一個字符串，然后使用regex對象指定一個正則表達式。這個字符串和regex連同smatch標志類型一起被傳遞給regex_search函數。該函數在輸入字符串中搜索第一個出現的模式，并返回匹配的字符串。

3.3 regex_replace()

函數regex_replace()用于用字符串替換與正則表達式匹配的模式。

讓我們使用一個c++程序來演示regex_replace()函數。

#include <iostream> 
#include <string> 
#include <regex> 
#include <iterator> 
using namespace std; 
   
int main() 
{  
    string mystr = "This is software testing Help portal \n"; 
     
    cout<<"Input string: "<<mystr<<endl;
       
    // regex to match string beginning with 'p' 
    regex regexp("p[a-zA-z]+"); 
    cout<<"Replace the word 'portal' with word 'website' : "; 
    // regex_replace() for replacing the match with the word 'website'  
    cout << regex_replace(mystr, regexp, "website"); 
     
    string result; 
       
    cout<<"Replace the word 'website' back to 'portal': ";
    // regex_replace( ) for replacing the match back with 'portal' 
    regex_replace(back_inserter(result), mystr.begin(), mystr.end(), 
                  regexp,  "portal"); 
   
    cout << result; 
   
    return 0; 
}

這里，我們有一個輸入字符串。我們提供了一個正則表達式來匹配以 p 開頭的字符串。然后我們將匹配的單詞替換為website。接下來，我們將website替換回portal。

4.C++輸入驗證

我們已經討論了使用regex進行模式匹配的主要函數模板。值得注意的是，regex服務的主要目的是輸入驗證。可以使用regex表達式驗證從標準輸入設備輸入的輸入。

檢查下面的程序，以演示如何使用regex驗證傳入的數據。

#include <iostream>
#include <regex>
#include <string>
using namespace std;
  
int main()
{
    string input;
    regex integer_expr("(\\+|-)?[[:digit:]]+");
    //As long as the input is correct ask for another number
    while(true)
    {
        cout<<"Enter the input: ";
        cin>>input;
        if(!cin) break;
        //Exit when the user inputs q
        if(input=="q")
            break;
        if(regex_match(input,integer_expr))
            cout<<"Input is an integer"<<endl;
        else
        {cout<<"Invalid input : Not an integer"<<endl;}
    }
}

這個程序匹配用戶輸入的輸入，以驗證它是否是整數。上面的輸出顯示，當輸入一個整數時，它會給出一個適當的消息，而當輸入任何其他數據時，它會將該消息作為無效輸入。

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