C++正则表达式：完整指南与示例

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C++ 中的正则表达式：字符串处理的强大工具

正则表达式（regex）是一种基于模式在文本中搜索和操作子字符串的形式语言。在 C++ 中，对正则表达式的支持出现在 C++11 标准中，并通过 <regex> 库实现。这是数据验证、日志解析、模式搜索和文本替换不可或缺的工具。

在本文中，我们将解析 regex 库的主要功能，学习如何编写模式，并查看实际代码示例。

1. <regex> 库的主要类型和函数

在 C++ 中，使用三个主要类来处理正则表达式：

std::regex — 表示正则表达式本身（模式）。
std::smatch — 用于存储搜索结果的容器（适用于 std::string 类型的字符串）。
std::cmatch — 用于 C 字符串（const char*）的类似容器。

应用正则表达式的关键函数：

std::regex_match() — 检查整个字符串是否与模式匹配。
std::regex_search() — 在字符串中搜索模式的第一个匹配项。
std::regex_replace() — 将所有匹配项替换为指定的文本。

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

int main() {    std::string text = "My number: +7-123-456-78-90";    std::regex pattern(R"(\\+7-\\d{3}-\\d{3}-\\d{2}-\\d{2})");

    if (std::regex_search(text, pattern)) {        std::cout << "Number found!" << std::endl;    }

    // Extract the match    std::smatch match;    if (std::regex_search(text, match, pattern)) {        std::cout << "Found number: " << match[0] << std::endl;    }

    return 0;}

2. 正则表达式语法：元字符和量词

C++ 中的正则表达式模式使用类似于 ECMAScript 的语法（默认情况下）。以下是基本元素：

点号 (.) — 除换行符外的任意单个字符。
星号 (*) — 前一个字符的 0 次或多次重复。
加号 (+) — 1 次或多次重复。
问号 (?) — 0 次或 1 次重复（使字符变为可选）。
方括号 ([]) — 字符类（例如，[0-9] — 任意数字）。
圆括号 (()) — 分组和捕获子字符串。
竖线 (|) — 逻辑 OR。
脱字符 ^ — 字符串的开头。
美元符号 $ — 字符串的结尾。

量词示例：

\\d{3} — 恰好 3 位数字。
\\w{2,4} — 2 到 4 个字母数字字符。
[A-Za-z]+ — 一个或多个拉丁字母。

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

int main() {    std::string email = "user@example.com";    // Simple pattern for email    std::regex email_pattern(R"([\\w.+-]+@[\\w-]+\\.[\\w.]+)");

    if (std::regex_match(email, email_pattern)) {        std::cout << "Email is valid." << std::endl;    } else {        std::cout << "Email is invalid." << std::endl;    }

    // Phone number validation    std::string phone = "+7 (495) 123-45-67";    std::regex phone_pattern(R"(\\+7\\s?\\(?\\d{3}\\)?\\s?\\d{3}-?\\d{2}-?\\d{2})");

    if (std::regex_match(phone, phone_pattern)) {        std::cout << "Phone number is valid." << std::endl;    }

    return 0;}