boost regex c++正則表達式


什么是正則表達式?正則表達式是一種用來描述一定數量文本的模式。Regex代表Regular Express。

如果您不知道什么是正則表達式,請看這篇文章http://blog.csdn.net/begtostudy/archive/2007/11/11/1879206.aspx

有了正則表達式的基礎,問題是如何使用。我們以boost::regex來說

先看一個網上經典的例子。

#include "stdafx.h"

#include <cstdlib>

#include <stdlib.h>

#include <boost/regex.hpp>

#include <string>

#include <iostream>

using namespace std;

using namespace boost;

regex expression("^select ([a-zA-Z]*) from ([a-zA-Z]*)");

int main(int argc, char* argv[])

{

 std::string in;

 cmatch what;

 cout << "enter test string" << endl;

 getline(cin,in);

 if(regex_match(in.c_str(), what, expression))

 {

for(int i=0;i<what.size();i++)

 cout<<"str :"<<what[i].str()<<endl;

 }

 else

 {

cout<<"Error Input"<<endl;

 }

 return 0;


 
==============
結果
輸入:select name from table

輸出:str:select name from table

 str:name

 str:table

按照我們的要求,字符串被匹配挑出來了。
這在處理大量規則的文本格式的時候很有用,因為它很靈活,一通百通。

首先,即使你擁有了boost庫,也需要單獨編譯regex。
如果你不知道boost庫,看這里http://www.stlchina.org/twiki/bin/view.pl/Main/BoostStartIntroduce

網上的介紹:
boost庫安裝比較麻煩,需要自己編譯源文件,我整理了一下,如果僅僅需要做正則表達式,按下面的代碼敲就行了:

cmd

vcvars32.bat

cd D:\boost_1_32_0\libs\regex\build

d:

nmake -fvc6.mak

nmake -fvc6.mak install

注意,別看下載下來的數據包沒有多大,解壓縮之后達到了100多M,編譯完之后為109M,占用131M,所以安裝時一定注意空出足夠的空間,敲入nmake -fvc6.mak后等待的時間比較長,屏幕上還會出現一大堆英語,可以不做考慮。按照步驟往下敲就行了。壓縮包內文檔很詳細,參照文檔繼續就可以了。

在VC6中集成:Tools->Options->Directories->Include files

加入:D:\boost_1_32_0

我用的是VS2003
做了run.bat

chdir E:\Program\boost_1_34_1

bjam "-sTOOLS=vc-7_1" "-sVC71_ROOT=D:\Program Files\Microsoft Visual Studio .NET 2003\Vc7"  "--prefix=E:\Program\boost" "--builddir=E:\Program\boost_1_34_1\build" "-sBUILD=debug release <runtime-link>static/dynamic" --with-regex install

PAUSE

至於參數,需要參考boost安裝介紹http://blog.csdn.net/begtostudy/archive/2007/11/11/1879213.aspx

其他的一些介紹

 bool validate_card_format(const std::string s)
        {
           static const boost::regex e("(\\d{4}[- ]){3}\\d{4}");
           return regex_match(s, e);
        }

boost::regex的默認正則表達式語法是perl語法
        boost::regex支持perl regular表達式、POSIX-Extended regular表達式和POSIX-Basic Regular表達式,但默認的表達式語法是perl語法,如果要使用其余兩種語法需要在構造表達式的時候明確指定。

        例如,下面兩種方法效果相同
        // e1 is a case sensitive Perl regular expression: 
        // since Perl is the default option there''s no need to explicitly specify the syntax used here:
        boost::regex e1(my_expression);
        // e2 a case insensitive Perl regular expression:
        boost::regex e2(my_expression, boost::regex::perl|boost::regex::icase);

perl正則表達式語法
        perl正則表達式語法可參見《perl語言入門》第7、8、9章或boost的文檔。這里列出的語法是不全面的,而且部分說明可能並不清楚。

        . 任意字符;使用match_no_dot_null標志時不匹配NULL字符; 使用match_not_dot_newline時不匹配換行字符

        ^ 匹配行的開始
        $ 匹配行的結束
        * 重復零次或則更多,例如a*b可匹配b,ab,aab,aaaaaaab
        + 重復一次以上,例如a+b可匹配ab,aab,aaaaaaaab。但不能匹配b了
        ? 零次或則一次,例如ca?b匹配cb,cab但不匹被caab    
        a{n} 匹配字符''a''重復n次
        a{n,},字符a重復n次以上(含n次)
        a{n,m} a重復n到m次(含)

        *?   匹配前一個原子零次以上
        +?   匹配前一個原子一次以上
        ??   匹配前一個原子零次以上
        {n,}?  匹配前一個原子n次以上(含)
        {n,m?  匹配前一個原子n到m次(含)

        | 或操作,例如ab(d|ef)匹配abd或則abef
        [] 字符集操作,例如[abc]將匹配任何單個字符''a'',''b'',''c''
        [a-d],表示a、b、c、d
        ^否操作,例如[^a-c]表示a至c之外的所有字符


boost::regex對unicode編碼的支持
        boost::regex使用ICU來實現對unicode及unicode變種的支持,這需要在編譯boost的時候指出是否使用ICU以及ICU所在的目錄。否則編譯出來的boost::regex不支持unicode編碼。其中boost::wregex支持unicode編碼的搜索,如果要搜索UTF-8、UTF-16、UFT-32編碼的字符串,則要用boost::u32regex。注意boost::wregex只能支持unicode編碼,不能支持uft編碼。

搜索時如何忽略大小寫
        如果要在搜索時忽略大小寫(即大小寫不敏感),則要用到表達式選項boost::regex::icase,例如: boost::regex e2(my_expression, boost::regex::perl|boost::regex::icase);

 

模板類:

l         basic_regex          用來保存一個“正則表達式”的類。

l         sub_match            繼承於pair<Iterator,Iterator>迭代器組,用來表示匹配的一個結果。

l         match_results             sub_match的容器,用來表示一次搜索或匹配算法的所有結果,類似於vector<sub_match>。

算法:

l         regex_math   匹配算法,測試一個字符串是否和一個正則式匹配,並通過match_results返回結果。

l         regex_find     查找算法,查找字符串的一個和正則式匹配的字串,並通過match_results返回結果。

l         regex_format       替換算法,查找字符串中的所有匹配正則式的字串,並使用“格式化字符”串替換。

迭代器:

l         regex_iterator      枚舉一個字符串中所有匹配的字串,regex_iterator的結果相當於match_results。

l         regex_token_iterator 枚舉一個字符串中所有匹配的字串,regex_iterator的結果相當於sub_match

 

詳述

l       basic_regex


template <class charT, class traits = regex_traits<charT>, class Allocator = std::allocator<charT>  >

class basic_regex;

typedef basic_regex<char> regex;

typedef basic_regex<wchar_t> wregex;

很明顯,charT是正則式的字符類型,regex和wregex是basic_regex的兩個特化。

注意,正則式的字符類型要和需要匹配的字符串的字符類型相同。例如:不能在regex_find算法中分別使用string和wregex最為參數,要么是string和regex,要么是wstring和wregex。

構造函數:

 

basic_regex re

產生空的正則式

basic_regex re(str)

正則式為str,str可以為basic_string,也可以是0結尾的char*字符串。

Basic_regex re(re2)

拷貝構造。

basic_regex re(str,flag)

正則式為str,使用flag語法選項,flag是一組常量的組合。例如:icase可以使正則式匹配忽略大小寫。

basic_regex re(beg,end)

使用迭代器構造正則式。可以是basic_string的迭代器,也可以是const char*。

basic_regex re(beg,end,flag)

使用迭代器構造正則式,flag是語法選項。

 

常用的語法選項:

 

regex_constants::normal

默認的語法。符合EMCAScript,JavaScript中的正則式。

regex_constants::icase

匹配的時候忽略大小寫。

regex_constants::nosubs

不把匹配的子串保存進match_results結構。

regex_constants::collate

對於[a-b]的匹配,考慮地區

 

 

語法選項通過或運算來結合。在basic_regex中這些語法選項也進行了定義,所以可以寫成regex::normal,這要比regex_constants少打好幾個字母了吧!J

assign成員函數:

 

re.assign(re2)

復制一個正則式

re.assign(str)

正則式為str。

re.assign(str, flag)

正則式為str,使用flag語法選項,flag是一組常量的組合。

re.assign(beg, end)

使用迭代器構造正則式。

re.assign(beg, end, flag)

使用迭代器構造正則式,flag是語法選項。

 

 

其實basic_regex很多用法和basic_string很像,因為正則表達式也是個字符串嘛!

迭代器:

 

regex::iterator it

常迭代器類型,即const_iterator

re.begin()

返回的是常迭代器哦!const_iterator

re.end()

沒有逆向迭代器。

 

例如:copy(re.begin(), re.end(), ostream_iterator<char>(cout));

其他:

 

re.size()

正則表達式長度,即str的長度。

re.max_size()

正則表達式的最大長度。

re.empty()

長度是否為0

re.mark_count()

返回正則式的組數,一般情況下為小括號對數+1。在boost.regex中使用小括號分組,詳情請看下面的算法詳解。

re.flags()

返回語法選項。

cout<<re

正則式的流輸出,相當於上面示例的copy算法。

swap

成員函數,全局函數都有

re.imbue(loc)

設置local為loc,返回原來的local

re.getloc()

得到當前local

==,!=,<,<=,>,>=

比較運算符重載

 

 

l       sub_match

sub_match是一個迭代器組,表示正則式中的一個匹配。


template <class BidirectionalIterator>

class sub_match : public std::pair<BidirectionalIterator, BidirectionalIterator>;

boost沒有提供sub_match的任何特化,因為我們不會顯示的聲明一個sub_match變量。sub_match是作為match_results的元素用的。比如:match_results的operator[]和迭代器返回的就是一個特化的sub_match。

唯一的成員變量:

bool matched  是否匹配。

成員函數:

 

length()

返回長度,即兩個迭代器之間的距離。

operator basic_string< value_type>()

隱式的basic_string轉換。

str()

顯式的basic_string轉換。

 

還有就是一大堆的比較操作符的重載了,這里就不多說了。

 

l       match_results

match_results相當於sub_match的容器,用於表示正則式算法的返回結果。


template <class BidirectionalIterator,

          class Allocator = allocator<sub_match<BidirectionalIterator> >

class match_results;

 

typedef match_results<const char*> cmatch;

typedef match_results<const wchar_t*> wcmatch;

typedef match_results<string::const_iterator> smatch;

typedef match_results<wstring::const_iterator> wsmatch;

聲明很簡單,有四個特化可以直接使用,不過要注意string和char*字符串使用的match_results是不同的。

成員函數:

 

m.size()

容量。

m.max_size()

最大容量。

m.empty()

容量是否為0。

m[n]

第n個元素,即sub_match

m.prefix()

返回代表前綴的sub_match,前綴指字符串的開頭到第一個匹配的開頭。

m.suffix()

返回代表后綴的sub_match,后綴之最后一個匹配的結尾到字符串的結尾。

m.length(n)

返回第n個元素的長度,即m[n].size()。

m.position(n)

返回第n個元素的位置。

cout<<m

流輸出,輸出整個匹配,相當於cout<<m[0]。因為第0個元素是整個匹配,詳細情況請看下面的解釋。

m.format(fmtstr)

使用格式化字符串,格式化結果,返回字符串

m.format(fmtstr,flags)

使用格式化字符串,格式化結果,返回字符串,flags是格式化選項。

m.format(out,fmtstr)

同上,但是使用輸出迭代器輸出結果。

m.format(out.fmtstr,flags)

同上,但是使用輸出迭代器輸出結果。

 

迭代器:

 

smatch::iterator

迭代器,常迭代器

smatch::const_iterator

同上

m.begin()

返回常迭代器

m.end()

同上

 

 

最后,說一個實例

我處理一個文本

            實際值/-20.031,-1.896,-2.861,-1,0,0

提取其中的數字

regex exp("\s*實際值/(-?[0-9.]+),(-?[0-9.]+),(-?[0-9.]+),(-?[0-9.]+),(-?[0-9.]+),(-?[0-9.]+)$");

大家看看還有沒有更好的寫法?


regex_match

regex_match算法用來測試一個字符串是否完全匹配正則式。讓我們來看一下regex_match的使用:

if (regex_match(str, m, re))

{

    ...

}

str是一個字符串,可以是string,wstring,char *或者wchar_t *

m是match_results,它通過引用傳入參數,來保存匹配的結果,m要和str的類型匹配,可以是smatch,wsmatch,cmatch或wcmatch,用來分別對應string,wstring,char *或者wchar_t*的str。

re就是正則表達式了,一般來說是regex或wregex。

str,m,re的類型如下:

str類型

m類型

re類型

string

smatch (match_results<string::const_iterator>)

regex (basic_regex<char>)

wstring

wsmatch (match_results<wstring::const_iterator>)

wregex (basic_regex<wchar_t>)

char*

cmatch (match_results<const char*>)

regex (basic_regex<char>)

wchar_t*

wcmatch (match_results<const wchar_t*>)

wregex (basic_regex<wchar_t>)

 

函數的返回值表示字符串是否完全匹配正則表達式,當返回true的時候,m保存了匹配的結果;返回false,m未定義。

下面讓我們來看一下,當函數返回true的時候,m是怎么樣的。

m.size() == re.mark_count()

還記得re.mark_count()返回的是什么嗎?在上一篇中說的是re.mark_count()返回的時正則式的“組數”,並沒有詳細解釋。這里我要詳細解釋一下。

其實,這個“組數”在boost的regex中叫做sub-expression。sub-expression就是在正則式中使用小括號括起來的一部分,正則式本身是一個sub-expression,所以re.mark_count()等於小括號對數+1。

m.prefix()和m.suffix()

這兩個返回的是sub_match類型(相當於一個迭代器組)。在regex_match算法中,這兩個返回的sub_match都是空的,他們的值如下:(sub_match繼承於pair,所以有first和second成員哦)

m.prefix().first == str.begin()

m.prefix().second == str.begin()

m.prefix().matched == false

m.suffix().first == str.end()

m.suffix().second == str.end()

m.suffix().matched == false

因為regex_match是完全匹配,即整個字符串和正則式匹配,所以前綴和后綴都是空的。

m[0]

返回第0個匹配的,由於regex_match是完全匹配,所以

m[0].first == str.begin()

m[0].second == str.end()

m[0].matched == true

m[n] , n<m.size()

返回第n個匹配的sub-expression。

m[n].matched 表示第n個sub-expression是否在字符串中存在。整個regex匹配,但是sub_exp可能匹配的是空的,例如”(a*)”就有可以匹配空。

m[n].first和m[n].second 表示匹配的范圍。如果匹配空的話,都為str.end()。

 

根據我的測試,m[1],m[2],...,m[n]的順序是按照正則式的左小括號的順序來的,例如對於正則式”((a)bc)d(efg)”,如果匹配了一個字符串的話(字符串只可能是”abcdefg”),則

m[0] == “abcdefg”  (sub_match重載了==運算符使得可以和一個字符串比較)

m[1] == “abc”

m[2] == “a”

m[3] == “efg”

 

regex_match的其它用法

regex_match(str,re)

只測試是否匹配,不需要匹配的結果

regex_match(beg,end,re)

輸入的是迭代器

regex_match(beg,end,m,re)

注意m的類型為match_results<iterator>

regex_match(str,m,re,flag)

flag是匹配選項,默認是的regex_constants::match_default

 

regex_search

regex_search的用法基本上和regex_match一樣。

if (regex_search(str, m, re))

{

    ...

}

regex_search不要求str完全匹配re,只要str中的一個字串匹配re就可以了。所以,m.prefix()和m.suffix()不一定為空。

regex_search是從左往右匹配,而且盡量匹配長的字串。


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