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：强大的文本处理工具

正则表达式 (regex) 是一种极其强大的工具，用于根据给定模式搜索、提取和替换文本片段。在 C++ 中，对正则表达式的支持始于 C++11 标准，并在头文件 <regex> 中实现。在本文中，我们将通过实际示例详细讲解如何在 C++ 中使用正则表达式。

<regex> 库的主要组件

<regex> 库包含几个关键类和函数：

std::regex — 表示已编译正则表达式的类。
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::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 — 将匹配项替换为指定的文本。

让我们通过示例来逐一了解这些组件。

示例 1：检查字符串是否与模式匹配 (regex_match)

函数 std::regex_match 如果整个字符串完全匹配正则表达式，则返回 true。这非常适合数据验证，例如检查电子邮件或电话号码。

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

int main() {    std::string email = "user@example.com";    // 用于验证 email 的模式（简化版）    std::regex pattern(R"([a-zA-Z0-9._%+-]+@[a-zA-Z0-9.-]+\\.[a-zA-Z]{2,})");        if (std::regex_match(email, pattern)) {        std::cout << "Email 有效。" << std::endl;    } else {        std::cout << "Email 无效。" << std::endl;    }        // 使用无效 email 的示例    std::string bad_email = "user@.com";    if (std::regex_match(bad_email, pattern)) {        std::cout << "Email 有效。" << std::endl;    } else {        std::cout << "Email 无效。" << std::endl;    }        return 0;}

在这个示例中，我们使用了原始字符串 R"(...)" 来避免转义反斜杠。该模式检查字符串是否包含本地部分、@ 符号、域名和顶级域名。

示例 2：在文本中搜索子字符串 (regex_search)

如果需要在字符串内部查找模式的第一个匹配项，可以使用 std::regex_search。结果保存在 std::smatch 对象中。

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

int main() {    std::string text = "我的电话号码：+7 (123) 456-78-90。请给我打电话！";    // 用于搜索俄罗斯电话号码的模式    std::regex phone_pattern(R"(\\+7\\s?\\(?\\d{3}\\)?\\s?\\d{3}[- ]?\\d{2}[- ]?\\d{2})");    std::smatch match;        if (std::regex_search(text, match, phone_pattern)) {        std::cout << "找到号码：" << match.str() << std::endl;        std::cout << "位置：" << match.position() << std::endl;    } else {        std::cout << "未找到号码。" << std::endl;    }        return 0;}

match 对象不仅包含找到的字符串，还包含有关匹配位置的信息。方法 match.str() 返回找到的片段，而 match.position() 返回原始字符串中匹配开始的索引。