c++11总结26——std::regex

std::regex 是 C++11 引入的 正则表达式库，用于 字符串匹配、搜索和替换。

头文件：#include
命名空间：std
支持的匹配模式：ECMAScript（默认）、POSIX 规则等。

主要组件

组件	作用	示例
std::regex	正则表达式对象	std::regex pattern("\\d+");
std::regex_match	完全匹配字符串	std::regex_match("123", pattern);
std::regex_search	搜索子串匹配	std::regex_search("abc123", pattern);
std::regex_replace	替换匹配部分	std::regex_replace("abc123", pattern, "***");
std::smatch	存储匹配结果（字符串版）	std::smatch match;
std::cmatch	存储匹配结果（C 字符串版）	std::cmatch match;

基本用法

（1）检查字符串是否完全匹配

#include 
#include 

int main() {
    std::string str = "123";
    std::regex pattern("\\d+");  // 匹配数字

    if (std::regex_match(str, pattern)) {
        std::cout << "完全匹配！" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "匹配失败！" << std::endl;
    }
}

（2）搜索字符串中是否包含匹配项

#include 
#include 

int main() {
    std::string str = "abc123xyz";
    std::regex pattern("\\d+");  // 查找数字
    std::smatch match;

    // std::regex_search() 适用于 查找子字符串是否匹配 的情况
    if (std::regex_search(str, match, pattern)) {
        std::cout << "找到匹配: " << match[0] << std::endl;
    }
}

（3）字符串替换

#include 
#include 

int main() {
    std::string str = "hello 123 world";
    std::regex pattern("\\d+");  // 目标：匹配数字
    // std::regex_replace() 适用于 将匹配项替换为新内容
    std::string replaced = std::regex_replace(str, pattern, "***");

    std::cout << "替换后：" << replaced << std::endl;
}

（4）提取多个匹配项

#include 
#include 

int main() {
    std::string str = "email: [email protected], contact: [email protected]";
    std::regex pattern(R"([\w.%+-]+@[\w.-]+\.[a-zA-Z]{2,})");  // 匹配邮箱
    std::smatch match;

    while (std::regex_search(str, match, pattern)) {
        std::cout << "找到邮箱: " << match[0] << std::endl;
        str = match.suffix();  // 继续查找
    }
}

语法

（1）常见正则语法

表达式	作用	示例匹配
\d	数字	"123"
\w	字母、数字、下划线	"abc_123"
.	任意字符（除换行）	"a" "!"
\s	空格	" "
^	字符串开头	^abc 匹配 "abc123" 但不匹配 "1abc"
$	字符串结尾	abc$ 匹配 "123abc"
+	至少一个	\d+ 匹配 "123" "4567"
*	0 个或多个	a* 匹配 "" "a" "aaaa"
?	0 或 1 个	colou?r 匹配 "color" 和 "colour"
{n,m}	重复 n 到 m 次	\d{2,4} 匹配 "12" "1234"
()	分组	(\d+)-(\d+)
`	`	或

（2）特殊匹配

语法	作用
(?:...)	非捕获组
(?=...)	正向预查
(?!...)	负向预查

存在的问题

1. std::regex 在 GCC 4.8.5 及以下版本崩溃

GCC 4.8.5 的 std::regex 不稳定，容易崩溃。

解决方案：

• 升级 GCC 4.9+

• 使用 boost::regex 代替

• 使用 pcre 代替

2. std::regex 解析长字符串性能差

解决方案：

• 使用 std::sregex_iterator 遍历字符串。
• 改用 boost::regex 或 pcre，它们更快。

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3. std::regex_replace()处理大文本效率低

解决方案：

• 使用 std::ostringstream 手动拼接字符串，减少替换操作。

方案对比

方法	适用场景	速度	兼容性
std::regex	C++11 及以上，简单匹配	较慢	仅 C++11+
boost::regex	C++98 兼容，功能强大	中等	兼容 C++98
PCRE	高效匹配大文本	最快	需要安装
手写字符串查找	仅匹配简单内容	最快	兼容所有 C++

总结

功能	使用方法
完全匹配	std::regex_match(str, pattern);
搜索字符串	std::regex_search(str, match, pattern);
替换字符串	std::regex_replace(str, pattern, "new");
遍历所有匹配	std::sregex_iterator

推荐

• 简单匹配：直接用 std::regex。
• 老版本 C++（C++98/C++03）：使用 boost::regex。
• 高性能需求：使用 PCRE。