C++- CPP教程

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C++ 标准库 <regex>

C++ 标准库中的 <regex> 头文件提供了正则表达式的功能，允许开发者使用一种非常灵活的方式来搜索、替换或分割字符串。正则表达式是一种强大的文本处理工具，广泛应用于数据验证、文本分析和模式匹配等领域。

正则表达式是一种使用单个字符串来描述、匹配一系列符合某个句法规则的字符串的模式。在 C++ 中，正则表达式通过 <regex> 库实现。

在 C++11 的 <regex> 中使用正则表达式时，需要在字符串字面量中对反斜杠 \ 进行转义，也就是写成双反斜杠 \\ 。

为什么要双反斜杠？

C++ 编译器会先处理字符串字面量的转义字符，而正则表达式引擎是后处理的。

例如你写 \d+ ，编译器会把 \d 视为未知转义字符报错或变成 d ，正确写法 \\d+ ，编译器先把 \\ 转为 \ ，正则引擎再读到 \d 。

C++11 也支持 原始字符串（raw string），可以避免双反斜杠，非常适合写复杂正则： 
regex re(R"(\d+)");         // 原始字符串，不需要写 \\d
  • R"(...)" 里面内容不会做转义处理
  • 建议在写多层 \ 的复杂正则时使用

基本语法

正则表达式的基本组成

  • 字符类 ：如 [abc] 表示匹配 a、b 或 c 中的任意一个字符。
  • 量词 ：如 * （零次或多次）、 + （一次或多次）、 ? （零次或一次）。
  • 边界匹配 ：如 ^ （行的开始）、 $ （行的结束）。
  • 分组 ：使用圆括号 () 来创建一个分组。

C++ <regex> 库的主要类和函数

  • std::regex ：表示一个正则表达式对象。
  • std::regex_match ：检查整个字符串是否与正则表达式匹配。
  • std::regex_search ：在字符串中搜索与正则表达式匹配的部分。
  • std::regex_replace ：替换字符串中与正则表达式匹配的部分。
  • std::sregex_iterator ：迭代器，用于遍历所有匹配项。

实例

1. 整体匹配：regex_match

示例代码 
#include <iostream>#include <regex>usingnamespacestd;intmain(){regex re("\\d+");// 匹配数字string s="12345";if(regex_match(s, re))cout<<"匹配成功\n";elsecout<<"匹配失败\n";}

输出结果： 


匹配成功

2. 检查字符串是否匹配正则表达式

示例代码 
#include <iostream>#include <string>#include <regex>usingnamespacestd;intmain(){string text="Hello, World!";regex pattern("^[a-zA-Z]+, [a-zA-Z]+!$");if(regex_match(text, pattern)){cout<<"The string matches the pattern."<<endl;}else{cout<<"The string does not match the pattern."<<endl;}return0;}

输出结果： 


The string matches the pattern.

3. 在字符串中搜索匹配项

示例代码 
#include <iostream>#include <string>#include <regex>usingnamespacestd;intmain(){string text="123-456-7890 and 987-654-3210";regex pattern("\\d{3}-\\d{3}-\\d{4}");smatch matches;while(regex_search(text, matches, pattern)){cout<<"Found: "<<matches[0]<<endl;text=matches.suffix().str();// 继续查找剩余部分}return0;}

输出结果： 


Found: 123-456-7890

Found: 987-654-3210

4. 替换字符串中的匹配项

示例代码 
#include <iostream>#include <string>#include <regex>usingnamespacestd;intmain(){string text="Hello, World!";regex pattern("World");string replacement="Universe";string result=regex_replace(text, pattern, replacement);cout<<"Original: "<<text<<endl;cout<<"Modified: "<<result<<endl;return0;}

输出结果： 

Original: Hello, World!

Modified: Hello, Universe!

更多内容

常用类与类型

名称 说明
std::regex 编译正则表达式对象
std::smatch std::string 匹配结果
std::cmatch C 字符串匹配结果 ( const char* )
std::sregex_iterator 用于 std::string 的匹配迭代器
std::cregex_iterator 用于 C 字符串的匹配迭代器
std::syntax_option_type 正则语法选项
std::match_flag_type 匹配控制标志

常用函数

函数名 用途 返回值 示例
regex_match(s, re) 检查整串是否匹配 bool regex_match("123", re)
regex_search(s, m, re) 查找第一个匹配 bool regex_search(s, m, re)
regex_replace(s, re, fmt) 替换匹配项 string regex_replace(s, re, "#")

smatch 匹配结果对象

成员 说明 示例
m.str() 返回整个匹配到的内容 cout << m.str()
m[i] 返回第 i 个捕获组 m[1].str()
m.position() 匹配起始位置 m.position(0)
m.size() 捕获组数量 m.size()
m.empty() 是否匹配为空 m.empty()

常用正则语法

符号 含义 示例
. 任意字符 a.c 匹配 abc
\d 数字 \d+
\w 字母数字下划线 \w+
\s 空白字符 \s+
^ 开头 ^abc
$ 结尾 xyz$
+ 1 次或多次 a+
* 0 次或多次 a*
? 0 次或 1 次 a?
{n,m} n~m 次 \d{2,4}
() 捕获分组 (ab)+
[] 字符集 [A-Z]
` ` 或 `cat dog`

在 C++ 源码字符串中要写 \\d 而不是 \d ，因为 \ 需要转义。

典型使用示例

示例代码 
#include <iostream>#include <regex>usingnamespacestd;intmain(){regex re("\\d+");string s="abc123def456";// 查找第一个匹配smatch m;if(regex_search(s, m, re))cout<<"第一个匹配: "<<m.str()<<endl;// 遍历所有匹配for(sregex_iterator it(s.begin(), s.end(), re), end_it;it!=end_it;++it)cout<<"匹配到: "<<it->str()<<endl;// 替换string result=regex_replace(s, re,"#");cout<<result<<endl;}