【C/C++】玩转正则表达式

正则表达式应用

正则表达式是一种 文本模式匹配工具，用来描述字符串的结构。你可以用它来查找、验证、提取、替换字符串中符合特定格式的内容。

例如，你可以用一个正则表达式验证：

• 邮箱是否合法
• 一个字符串是否是电话号码
• 一个文件路径是否是 .cpp 文件

1 正则表达式基本字符分类

2 常用正则元字符语法

3 常用简写字符类（预定义）

4 常用匹配实例

5 C++ 使用

std::regex pattern(R"(\d{3}-\d{3,4}-\d{4})");  // 匹配电话号码
std::smatch result;

std::string text = "Call me at 010-1234-5678";
if (std::regex_search(text, result, pattern)) {
    std::cout << "Match: " << result[0] << "\n";
}

1. C++11 标准库：<regex>

#include <iostream>
#include <regex>
#include <string>

int main() {
    std::string text = "My email is test@example.com.";
    std::regex pattern(R"(\b[\w.-]+@[\w.-]+\.\w+\b)");

    std::smatch match;
    if (std::regex_search(text, match, pattern)) {
        std::cout << "Found: " << match[0] << std::endl;
    } else {
        std::cout << "No match found." << std::endl;
    }

    return 0;
}

说明：

• std::regex：表示一个正则表达式模式。
• std::smatch：字符串匹配结果（基于 std::string）。
• std::regex_search：搜索匹配位置。
• std::regex_match：完全匹配整个字符串。

⚠ 注意：GCC 4.9+ 才支持 <regex> 较完整，老版本不建议使用。

2. POSIX 正则库（兼容 C/C++，头文件 <regex.h>）

#include <iostream>
#include <regex.h>

int main() {
    const char* pattern = "^[a-z]+@[a-z]+\\.[a-z]+$";
    const char* text = "example@email.com";

    regex_t regex;
    regcomp(&regex, pattern, REG_EXTENDED | REG_NOSUB);

    if (regexec(&regex, text, 0, nullptr, 0) == 0) {
        std::cout << "Matched!" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "No match." << std::endl;
    }

    regfree(&regex);
    return 0;
}

特点：

• 兼容所有 Linux 平台，依赖 libc。
• 不支持 C++ 风格语义。
• 错误信息需要手动处理。

3. 使用第三方库（推荐 Boost.Regex）

#include <iostream>
#include <boost/regex.hpp>

int main() {
    std::string s = "Your code is at: /home/user/main.cpp";
    boost::regex expr("/home/\\w+/\\w+\\.cpp");

    if (boost::regex_search(s, expr)) {
        std::cout << "Path matched!" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "No match." << std::endl;
    }

    return 0;
}

编译时需加 -lboost_regex 链接：

g++ test.cpp -o test -lboost_regex

编译参数与环境：

编译 C++11 <regex> 示例：

g++ -std=c++11 regex_std.cpp -o regex_std

POSIX regex：

g++ regex_posix.cpp -o regex_posix

Boost regex：

g++ -std=c++11 regex_boost.cpp -o regex_boost -lboost_regex

6 调试建议

你可以在线调试你的正则表达式：

• https://regex101.com/（支持多语言，包括 C++）
• https://regexr.com/
• VSCode 插件：Regex Previewer

7 C++ 项目中正则应用场景

1. 配置文件格式检查
2. 日志分析与过滤（grep替代）
3. 文件名/路径筛选器
4. 命令行参数/表达式提取
5. 编译器/解释器中的词法分析器（Lexer）

三种方式应用场景：