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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
| 分类 | 示例 | 含义说明 |
|---|---|---|
| 普通字符 | a, b | 匹配自己本身 |
| 元字符 | . ^ \$ \* + ? | () [] {} | 有特殊含义的控制符 |
| 转义字符 | \. \* | 匹配特殊字符本身（如 .） |
2 常用正则元字符语法
| 语法 | 含义说明 | 示例 |
|---|---|---|
. | 匹配任意一个字符（不包括换行） | a.c 可匹配 abc, a@c |
^ | 匹配字符串的开始位置 | ^abc 匹配以 abc 开头的字符串 |
$ | 匹配字符串的结束位置 | xyz$ 匹配以 xyz 结尾的 |
* | 匹配前一个字符出现 0 次或多次 | bo* 匹配 b, bo, boo |
+ | 匹配前一个字符出现 1 次或多次 | go+gle 可匹配 google |
? | 匹配前一个字符出现 0 次或 1 次 | colou?r 匹配 color 或 colour |
{n} | 恰好出现 n 次 | a{3} 匹配 aaa |
{n,} | 至少出现 n 次 | a{2,} 匹配 aa, aaa, … |
{n,m} | 出现 n 到 m 次 | a{2,4} 匹配 aa, aaa, aaaa |
[...] | 匹配集合中的任一字符 | [abc] 匹配 a 或 b 或 c |
[^...] | 不匹配集合中的任一字符 | [^abc] 匹配非 a/b/c |
| ` | `foo | `bar | 匹配foo或bar |
( ) | 分组 | (ab)+ 匹配 ab, abab,… |
3 常用简写字符类（预定义）
| 简写 | 含义说明 | 示例 |
|---|---|---|
\d | 匹配任意数字 [0-9] | \d{3} 匹配三位数 |
\D | 匹配非数字 | \D+ 匹配字母等 |
\w | 匹配单词字符 [a-zA-Z0-9_] | 匹配变量名等 |
\W | 匹配非单词字符 | 空格、标点等 |
\s | 匹配空白字符（空格、制表符） | \s+ 可匹配多个空格 |
\S | 匹配非空白字符 | 非空内容 |
4 常用匹配实例
| 目标 | 正则表达式 | 说明 |
|---|---|---|
| 邮箱地址 | [\w.-]+@[\w.-]+\.\w+ | 简单邮箱格式 |
| IPv4地址 | \b\d{1,3}(\.\d{1,3}){3}\b | 不严格校验 |
| 中文字符 | [\u4e00-\u9fa5]（或用UTF-8编码匹配） | 需处理编码 |
| 手机号（中国） | 1[3-9]\d{9} | 11位以1开头 |
| 日期（YYYY-MM-DD） | \d{4}-\d{2}-\d{2} | |
| C++ 文件路径 | .*\.cpp$ | 匹配以 .cpp 结尾的字符串 |
| URL | https?://[\w./?=&%-]+ |
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";
}
- 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。
- 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(®ex, pattern, REG_EXTENDED | REG_NOSUB);if (regexec(®ex, text, 0, nullptr, 0) == 0) {std::cout << "Matched!" << std::endl;} else {std::cout << "No match." << std::endl;}regfree(®ex);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。
- 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
- 配置文件格式检查
- 日志分析与过滤（grep替代）
- 文件名/路径筛选器
- 命令行参数/表达式提取
- 编译器/解释器中的词法分析器（Lexer）
三种方式应用场景：
| 场景 | 推荐方式 |
|---|---|
| 简单跨平台程序 | std::regex |
| 面向 Linux 嵌入式/C 项目 | POSIX regex.h |
| 高性能/复杂正则处理 | Boost.Regex |