C语言使用正则表达式
据说一个好的程序员是会使用DB和Regular Expression的程序员，可见两者是多么重要。正则表达式是能极大地提高工作效率的工具，使用过Linux下各种具备RE特性的工具的人一定对此深有感触。很多语言都支持RE，用的最多的当然是脚本，其中以perl最盛。不过，用C语言来用RE不是很多见，但是有时候也很有用，我最近也是看到别人说道这个，所以搜了一些资料加上自己的体会来说一说RE在C语言里的应用。C语言本身不具备RE特性，但是有很多库，在Linux下你可以很方便的使用regex.h提供的库。我先贴一段代码展示一下RE在C语言里是怎么用的
我打算看看一个邮件地址是否匹配我所提供的pattern。这个邮件地址是
[email protected] patern为
需要用到以下几个函数。（定义在/usr/include/regex.h文件中）
int regcomp (regex_t *compiled, const char *pattern, int cflags) int regexec (regex_t *compiled, char *string, size_t nmatch, regmatch_t matchptr [], int eflags)
void regfree (regex_t *compiled)
size_t regerror (int errcode, regex_t *compiled, char *buffer, size_t length)
1.int regcomp (regex_t *compiled, const char *pattern, int cflags)
这个函数把指定的规则表达式pattern编译成一种特定的数据格式compiled，这样可以使匹配更有效。函数regexec 会使用这个数据在目标文
本串中进行模式匹配。执行成功返回０。
regex_t 是一个结构体数据类型，用来存放编译后的规则表达式，它的成员re_nsub 用来存储规则表达式中的子 规则表达式的个数，子规则表达式就是用圆括号包起来的部分表达式。
pattern 是指向我们写好的规则表达式的指针。
cflags 有如下4个值或者是它们或运算(|)后的值:
REG_EXTENDED 以功能更加强大的扩展规则表达式的方式进行匹配。
REG_ICASE 匹配字母时忽略大小写。
REG_NOSUB 不用存储匹配后的结果。
REG_NEWLINE 识别换行符，这样'$'就可以从行尾开始匹配，'^'就可以从行的开头开始匹配。
2. int regexec (regex_t *compiled, char *string, size_t nmatch, regmatch_t matchptr [], int eflags)
当我们编译好规则表达式后，就可以用regexec 匹配我们的目标文本串了，如果在编译规则表达式的时候没有指定cflags的参数为REG_NEWLINE，则默认情况下是忽略换行符的，也就是把整个文本串当作一个字符串处理。执行成功返回０。
regmatch_t 是一个结构体数据类型，成员rm_so 存放匹配文本串在目标串中的开始位置，rm_eo 存放结束位
置。通常我们以数组的形式定义一组这样的结构。因为往往我们的规则表达式中还包含子规则表达式。数组0单元存放主规则表达式位置，后边的单元依次存放子规则表达式位置。
compiled 是已经用regcomp函数编译好的规则表达式。
string 是目标文本串。
nmatch 是regmatch_t结构体数组的长度。
matchptr regmatch_t类型的结构体数组，存放匹配文本串的位置信息。
eflags 有两个值
REG_NOTBOL 按我的理解是如果指定了这个值，那么'^'就不会从我们的目标串开始匹配。总之我到现在还不是很明白这个参数的意义，
原文如下：
If this bit is set, then the beginning-of-line operator doesn't match the beginning of the
string (presumably because it's not the beginning of a line).If not set, then the beginning-of-line operator
does match the beginning of the string.
REG_NOTEOL 和上边那个作用差不多，不过这个指定结束end of line。
3. void regfree (regex_t *compiled)
当我们使用完编译好的规则表达式后，或者要重新编译其他规则表达式的时候，我们可以用这个函数清空
compiled指向的regex_t结构体的内
容，请记住，如果是重新编译的话，一定要先清空regex_t结构体。
4. size_t regerror (int errcode, regex_t *compiled, char *buffer, size_t length)
当执行regcomp 或者regexec 产生错误的时候，就可以调用这个函数而返回一个包含错误信息的字符串。
errcode 是由regcomp 和 regexec 函数返回的错误代号。
compiled 是已经用regcomp函数编译好的规则表达式，这个值可以为NULL。
buffer 指向用来存放错误信息的字符串的内存空间。
length 指明buffer的长度，如果这个错误信息的长度大于这个值，则regerror 函数会自动截断超出的字符串，但他仍然会返回完整的字符串的长度。所以我们可以用如下的方法先得到错误字符串的长度。
size_t length = regerror (errcode, compiled, NULL, 0);
regex虽然简单易用，但对正则表达式的支持不够强大，中文处理也有问题（经过试验可以引用vi的一些正则表达式编写例子），PCRE是另一个选择PCRE （http://www.pcre.org）
这个函数把指定的正则表达式pattern编译成一种特定的数据格式compiled，这样可以使匹配更有效。函数regexec 会使用这个数据在目标文本串中进行模式匹配。执行成功返回０。
参数说明：
①regex_t 是一个结构体数据类型，用来存放编译后的正则表达式，它的成员re_nsub 用来存储正则表达式中的子正则表达式的个数，子正则表达式就是用圆括号包起来的部分表达式。
②pattern 是指向我们写好的正则表达式的指针。
③cflags 有如下4个值或者是它们或运算(|)后的值：
REG_EXTENDED 以功能更加强大的扩展正则表达式的方式进行匹配。
REG_ICASE 匹配字母时忽略大小写。
REG_NOSUB 不用存储匹配后的结果。
REG_NEWLINE 识别换行符，这样'$'就可以从行尾开始匹配，'^'就可以从行的开头开始匹配。
2. int regexec (regex_t *compiled, char *string, size_t nmatch, regmatch_t matchptr [], int eflags)
当我们编译好正则表达式后，就可以用regexec 匹配我们的目标文本串了，如果在编译正则表达式的时候没有指定cflags的参数为REG_NEWLINE，则默认情况下是忽略换行符的，也就是把整个文本串当作一个字符串处理。执行成功返回０。
regmatch_t 是一个结构体数据类型，在regex.h中定义：
typedef struct
{
regoff_t rm_so;
regoff_t rm_eo;
} regmatch_t;
成员rm_so 存放匹配文本串在目标串中的开始位置，rm_eo 存放结束位置。通常我们以数组的形式定义一组这样的结构。因为往往我们的正则表达式中还包含子正则表达式。数组0单元存放主正则表达式位置，后边的单元依次存放子正则表达式位置。
参数说明：
①compiled 是已经用regcomp函数编译好的正则表达式。
②string 是目标文本串。
③nmatch 是regmatch_t结构体数组的长度。
④matchptr regmatch_t类型的结构体数组，存放匹配文本串的位置信息。
⑤eflags 有两个值
REG_NOTBOL 按我的理解是如果指定了这个值，那么'^'就不会从我们的目标串开始匹配。总之我到现在还不是很明白这个参数的意义；
REG_NOTEOL 和上边那个作用差不多，不过这个指定结束end of line。
3. void regfree (regex_t *compiled)
当我们使用完编译好的正则表达式后，或者要重新编译其他正则表达式的时候，我们可以用这个函数清空compiled指向的regex_t结构体的内容， 请记住，如果是重新编译的话，一定要先清空regex_t结构体 。
4. size_t regerror (int errcode, regex_t *compiled, char *buffer, size_t length)
当执行regcomp 或者regexec 产生错误的时候，就可以调用这个函数而返回一个包含错误信息的字符串。
参数说明：
①errcode 是由regcomp 和 regexec 函数返回的错误代号。
②compiled 是已经用regcomp函数编译好的正则表达式，这个值可以为NULL。
③buffer 指向用来存放错误信息的字符串的内存空间。
④length 指明buffer的长度，如果这个错误信息的长度大于这个值，则regerror 函数会自动截断超出的字符串，但他仍然会返回完整的字符串的长度。所以我们可以用如下的方法先得到错误字符串的长度。
size_t length = regerror (errcode, compiled, NULL, 0);
下边是一个匹配Email例子，按照上面的三步就可以。
下面的程序负责从命令行获取正则表达式，然后将其运用于从标准输入得到的每行数据，并打印出匹配结果。
#include
#include
#include
/* 取子串的函数 */
static char* substr(const char*str,
unsigned start, unsigned end)
{
unsigned n = end - start;
static char stbuf[256];
strncpy(stbuf, str + start, n);
stbuf[n] = 0;
return stbuf;
}
/* 主程序 */
int main(int argc, char** argv)
{
char * pattern;
int x, z, lno = 0, cflags = 0;
char ebuf[128], lbuf[256];
regex_t reg;
regmatch_t pm[10];
const size_t nmatch = 10;
/* 编译正则表达式*/
pattern = argv[1];
z = regcomp(?, pattern, cflags);
if (z != 0){
regerror(z, ?, ebuf, sizeof(ebuf));
fprintf(stderr, "%s: pattern '%s' \n",ebuf, pattern);
return 1;
}
/* 逐行处理输入的数据 */
while(fgets(lbuf, sizeof(lbuf), stdin))
{
++lno;
if ((z = strlen(lbuf)) > 0 && lbuf[z-1] == '\n')
lbuf[z - 1] = 0;
/* 对每一行应用正则表达式进行匹配 */
z = regexec(?, lbuf, nmatch, pm, 0);
if (z == REG_NOMATCH) continue;
else if (z != 0) {
regerror(z, ?, ebuf, sizeof(ebuf));
fprintf(stderr, "%s: regcom('%s')\n", ebuf, lbuf);
return 2;
}
/* 输出处理结果 */
for (x = 0; x < nmatch && pm[x].rm_so != -1; ++ x)
{
if (!x) printf("%04d: %s\n", lno, lbuf);
printf(" $%d='%s'\n", x, substr(lbuf, pm[x].rm_so, pm[x].rm_eo));
}
}
/* 释放正则表达式 */
regfree(?);
return 0;
}
执行下面的命令可以编译并执行该程序：
# gcc regexp.c -o regexp
# ./regexp 'regex[a-z]*' < regexp.c
0003: #include
$0='regex'
0027: regex_t reg;
$0='regex'
0054: z = regexec(?, lbuf, nmatch, pm, 0);
$0='regexec'
| |
[email protected] patern为
"h{3,10}(.*)@.{5}.(.*)"
我们希望匹配一个以3个h字符接着为任意字符串（可以为空）直到遇到一个@，然后接5个任意的字符和一个.号，最后再接一个字符串（可以为空），我们运行得到的结果是
[email protected]
ericchd
com
我们发现，这个邮件地址被匹配了，第一行输出了，第二行和第三行分别输出的是我们希望得到的匹配的一部分，也就是在pattern中用括号括起来的部分。在这里我们还发现，在C语言里使用RE表达式的时候和通常的UNIX一般的RE表达式有区别：
第一、\{\}和\(\)需要改成{}和(),因为在C语言反斜杠是转移字符用的
第二、.不需要转义，不想UNIX的RE那样需要\.，但是?和*我没有找到该怎么用
下面贴上对以上所用函数的一些解释
regex的使用需要用到以下几个函数。（定义在/usr/include/regex.h文件中）
int regcomp (regex_t *compiled, const char *pattern, int cflags) int regexec (regex_t *compiled, char *string, size_t nmatch, regmatch_t matchptr [], int eflags)
void regfree (regex_t *compiled)
size_t regerror (int errcode, regex_t *compiled, char *buffer, size_t length)
1.int regcomp (regex_t *compiled, const char *pattern, int cflags)
这个函数把指定的规则表达式pattern编译成一种特定的数据格式compiled，这样可以使匹配更有效。函数regexec 会使用这个数据在目标文
本串中进行模式匹配。执行成功返回０。
regex_t 是一个结构体数据类型，用来存放编译后的规则表达式，它的成员re_nsub 用来存储规则表达式中的子 规则表达式的个数，子规则表达式就是用圆括号包起来的部分表达式。
pattern 是指向我们写好的规则表达式的指针。
cflags 有如下4个值或者是它们或运算(|)后的值:
REG_EXTENDED 以功能更加强大的扩展规则表达式的方式进行匹配。
REG_ICASE 匹配字母时忽略大小写。
REG_NOSUB 不用存储匹配后的结果。
REG_NEWLINE 识别换行符，这样'$'就可以从行尾开始匹配，'^'就可以从行的开头开始匹配。
2. int regexec (regex_t *compiled, char *string, size_t nmatch, regmatch_t matchptr [], int eflags)
当我们编译好规则表达式后，就可以用regexec 匹配我们的目标文本串了，如果在编译规则表达式的时候没有指定cflags的参数为REG_NEWLINE，则默认情况下是忽略换行符的，也就是把整个文本串当作一个字符串处理。执行成功返回０。
regmatch_t 是一个结构体数据类型，成员rm_so 存放匹配文本串在目标串中的开始位置，rm_eo 存放结束位
置。通常我们以数组的形式定义一组这样的结构。因为往往我们的规则表达式中还包含子规则表达式。数组0单元存放主规则表达式位置，后边的单元依次存放子规则表达式位置。
compiled 是已经用regcomp函数编译好的规则表达式。
string 是目标文本串。
nmatch 是regmatch_t结构体数组的长度。
matchptr regmatch_t类型的结构体数组，存放匹配文本串的位置信息。
eflags 有两个值
REG_NOTBOL 按我的理解是如果指定了这个值，那么'^'就不会从我们的目标串开始匹配。总之我到现在还不是很明白这个参数的意义，
原文如下：
If this bit is set, then the beginning-of-line operator doesn't match the beginning of the
string (presumably because it's not the beginning of a line).If not set, then the beginning-of-line operator
does match the beginning of the string.
REG_NOTEOL 和上边那个作用差不多，不过这个指定结束end of line。
3. void regfree (regex_t *compiled)
当我们使用完编译好的规则表达式后，或者要重新编译其他规则表达式的时候，我们可以用这个函数清空
compiled指向的regex_t结构体的内
容，请记住，如果是重新编译的话，一定要先清空regex_t结构体。
4. size_t regerror (int errcode, regex_t *compiled, char *buffer, size_t length)
当执行regcomp 或者regexec 产生错误的时候，就可以调用这个函数而返回一个包含错误信息的字符串。
errcode 是由regcomp 和 regexec 函数返回的错误代号。
compiled 是已经用regcomp函数编译好的规则表达式，这个值可以为NULL。
buffer 指向用来存放错误信息的字符串的内存空间。
length 指明buffer的长度，如果这个错误信息的长度大于这个值，则regerror 函数会自动截断超出的字符串，但他仍然会返回完整的字符串的长度。所以我们可以用如下的方法先得到错误字符串的长度。
size_t length = regerror (errcode, compiled, NULL, 0);
regex虽然简单易用，但对正则表达式的支持不够强大，中文处理也有问题（经过试验可以引用vi的一些正则表达式编写例子），PCRE是另一个选择PCRE （http://www.pcre.org）
还有一份不错的资料http://midatl.radford.edu/docs/C/Pattern-Matching.html#Pattern-Matching
C语言处理正则表达式常用的函数有regcomp()、regexec()、regfree()和regerror()，一般分为三个步骤，如下所示：
- C语言中使用正则表达式一般分为三步：
-
- 编译正则表达式 regcomp()
- 匹配正则表达式 regexec()
- 释放正则表达式 regfree()
下边是对三个函数的详细解释
这个函数把指定的正则表达式pattern编译成一种特定的数据格式compiled，这样可以使匹配更有效。函数regexec 会使用这个数据在目标文本串中进行模式匹配。执行成功返回０。
参数说明：
①regex_t 是一个结构体数据类型，用来存放编译后的正则表达式，它的成员re_nsub 用来存储正则表达式中的子正则表达式的个数，子正则表达式就是用圆括号包起来的部分表达式。
②pattern 是指向我们写好的正则表达式的指针。
③cflags 有如下4个值或者是它们或运算(|)后的值：
REG_EXTENDED 以功能更加强大的扩展正则表达式的方式进行匹配。
REG_ICASE 匹配字母时忽略大小写。
REG_NOSUB 不用存储匹配后的结果。
REG_NEWLINE 识别换行符，这样'$'就可以从行尾开始匹配，'^'就可以从行的开头开始匹配。
2. int regexec (regex_t *compiled, char *string, size_t nmatch, regmatch_t matchptr [], int eflags)
当我们编译好正则表达式后，就可以用regexec 匹配我们的目标文本串了，如果在编译正则表达式的时候没有指定cflags的参数为REG_NEWLINE，则默认情况下是忽略换行符的，也就是把整个文本串当作一个字符串处理。执行成功返回０。
regmatch_t 是一个结构体数据类型，在regex.h中定义：
typedef struct
{
regoff_t rm_so;
regoff_t rm_eo;
} regmatch_t;
成员rm_so 存放匹配文本串在目标串中的开始位置，rm_eo 存放结束位置。通常我们以数组的形式定义一组这样的结构。因为往往我们的正则表达式中还包含子正则表达式。数组0单元存放主正则表达式位置，后边的单元依次存放子正则表达式位置。
参数说明：
①compiled 是已经用regcomp函数编译好的正则表达式。
②string 是目标文本串。
③nmatch 是regmatch_t结构体数组的长度。
④matchptr regmatch_t类型的结构体数组，存放匹配文本串的位置信息。
⑤eflags 有两个值
REG_NOTBOL 按我的理解是如果指定了这个值，那么'^'就不会从我们的目标串开始匹配。总之我到现在还不是很明白这个参数的意义；
REG_NOTEOL 和上边那个作用差不多，不过这个指定结束end of line。
3. void regfree (regex_t *compiled)
当我们使用完编译好的正则表达式后，或者要重新编译其他正则表达式的时候，我们可以用这个函数清空compiled指向的regex_t结构体的内容， 请记住，如果是重新编译的话，一定要先清空regex_t结构体 。
4. size_t regerror (int errcode, regex_t *compiled, char *buffer, size_t length)
当执行regcomp 或者regexec 产生错误的时候，就可以调用这个函数而返回一个包含错误信息的字符串。
参数说明：
①errcode 是由regcomp 和 regexec 函数返回的错误代号。
②compiled 是已经用regcomp函数编译好的正则表达式，这个值可以为NULL。
③buffer 指向用来存放错误信息的字符串的内存空间。
④length 指明buffer的长度，如果这个错误信息的长度大于这个值，则regerror 函数会自动截断超出的字符串，但他仍然会返回完整的字符串的长度。所以我们可以用如下的方法先得到错误字符串的长度。
size_t length = regerror (errcode, compiled, NULL, 0);
下边是一个匹配Email例子，按照上面的三步就可以。
下面的程序负责从命令行获取正则表达式，然后将其运用于从标准输入得到的每行数据，并打印出匹配结果。
#include
#include
#include
/* 取子串的函数 */
static char* substr(const char*str,
unsigned start, unsigned end)
{
unsigned n = end - start;
static char stbuf[256];
strncpy(stbuf, str + start, n);
stbuf[n] = 0;
return stbuf;
}
/* 主程序 */
int main(int argc, char** argv)
{
char * pattern;
int x, z, lno = 0, cflags = 0;
char ebuf[128], lbuf[256];
regex_t reg;
regmatch_t pm[10];
const size_t nmatch = 10;
/* 编译正则表达式*/
pattern = argv[1];
z = regcomp(?, pattern, cflags);
if (z != 0){
regerror(z, ?, ebuf, sizeof(ebuf));
fprintf(stderr, "%s: pattern '%s' \n",ebuf, pattern);
return 1;
}
/* 逐行处理输入的数据 */
while(fgets(lbuf, sizeof(lbuf), stdin))
{
++lno;
if ((z = strlen(lbuf)) > 0 && lbuf[z-1] == '\n')
lbuf[z - 1] = 0;
/* 对每一行应用正则表达式进行匹配 */
z = regexec(?, lbuf, nmatch, pm, 0);
if (z == REG_NOMATCH) continue;
else if (z != 0) {
regerror(z, ?, ebuf, sizeof(ebuf));
fprintf(stderr, "%s: regcom('%s')\n", ebuf, lbuf);
return 2;
}
/* 输出处理结果 */
for (x = 0; x < nmatch && pm[x].rm_so != -1; ++ x)
{
if (!x) printf("%04d: %s\n", lno, lbuf);
printf(" $%d='%s'\n", x, substr(lbuf, pm[x].rm_so, pm[x].rm_eo));
}
}
/* 释放正则表达式 */
regfree(?);
return 0;
}
执行下面的命令可以编译并执行该程序：
# gcc regexp.c -o regexp
# ./regexp 'regex[a-z]*' < regexp.c
0003: #include
$0='regex'
0027: regex_t reg;
$0='regex'
0054: z = regexec(?, lbuf, nmatch, pm, 0);
$0='regexec'