Boost学习之正则表达式--regex

boost::regex类为C++提供了完整的正则表达式支持，并且已被接收为C++0x标准库。它同时也在Boost库中扮演着极重要的角色，不少Boost子库都需要它的支持，有不少人甚至就是为了它才下载使用Boost的。

注意使用Boost.Regex需要预先编译

完整编译请参考本站编译Boost的文章
如果只要编译Regex库，有两种方法(参考链接):

1. 在Boost根目录下运行bjam --toolset=<编译器名> --with-regex 其它参数
2. 到<boost>/libs egex/build里，找到对应编译器的makefile，然后make -f xxxx.mak

使用

Boost.Regex手里有七种武器和两大法宝
其中的七种武器是:

regex_match 函数
regex_search 函数
regex_replace 函数
regex_format 函数
regex_grep 函数
regex_split 函数
RegEx 类

每种武器都又有诸多变化（每个函数都分别以C字符串类型、std::string类型、迭代器类型作为参数重载）,不过后面四种武器因年久失修已不建议使用.
两大法宝是:

regex_iterator 迭代器
regex_token_iterator 迭代器

这两大法宝是整个Boost.Regex的灵魂，用熟它们以后那是“摘花飞叶即可伤人”啊~~

回到正题，下面边写边学。

所需头文件:

#include <boost/regex.hpp>

 

示例代码:

先准备一个测试用的数据备用，如果各位有雅兴可以参考本站的另一篇文章《Google Testing》使用Google Testing框架来做这个实验，花一样时间学两样啊~~

#include <iostream>
#include <boost/regex.hpp>

using namespace std;
int main(int argc, char* argv[])
{    //( 1 )   ((  3  )  2 )((  5 )4)(    6    )
    //(/w+)://((/w+/.)*/w+)((//w*)*)(//w+/./w+)?
    //^协议://网址(x.x...x)/路径(n个/字串)/网页文件(xxx.xxx)
    const char *szReg = "(//w+)://((//w+//.)*//w+)((///w*)*)(///w+//.//w+)?";
    const char *szStr = "http://www.cppprog.com/2009/0112/48.html";

    //练习代码...


    cin.get(); //暂停
}

#include <iostream>
#include <boost/regex.hpp>

using namespace std;
int main(int argc, char* argv[])
{    //( 1 )   ((  3  )  2 )((  5 )4)(    6    )   
    //(/w+)://((/w+/.)*/w+)((//w*)*)(//w+/./w+)?
    //^协议://网址(x.x...x)/路径(n个/字串)/网页文件(xxx.xxx)
    const char *szReg = "(//w+)://((//w+//.)*//w+)((///w*)*)(///w+//.//w+)?";
    const char *szStr = "http://www.cppprog.com/2009/0112/48.html";

    //练习代码...
   
   
    cin.get(); //暂停
}

1.字符串匹配

要确定一行字符串是否与指定的正则表达式匹配，使用regex_match。
下面这个代码可以验证szStr字串（定义在上面）是否与szReg匹配。

{    //字符串匹配
    boost::regex reg( szReg );
    bool r=boost::regex_match( szStr , reg);
    assert(r); //是否匹配
}

    {    //字符串匹配
        boost::regex reg( szReg );
        bool r=boost::regex_match( szStr , reg);
        assert(r); //是否匹配
    }

boost::regex的构造函数中还可以加入标记参数用于指定它的行为，如:

//指定使用perl语法（默认），忽略大小写。
boost::regex reg1( szReg, boost::regex::perl|boost::regex::icase );
//指定使用POSIX扩展语法（其实也差不多）
boost::regex reg2( szReg, boost::regex::extended );

//指定使用perl语法（默认），忽略大小写。
boost::regex reg1( szReg, boost::regex::perl|boost::regex::icase );
//指定使用POSIX扩展语法（其实也差不多）
boost::regex reg2( szReg, boost::regex::extended );

下面这个代码不仅验证是否匹配，而且可以从中提取出正则表达式括号对应的子串。

{    //提取子串
    boost::cmatch mat;
    boost::regex reg( szStr );
    bool r=boost::regex_match( szStr, mat, reg);
    if(r) //如果匹配成功
    {
        //显示所有子串
        for(boost::cmatch::iterator itr=mat.begin(); itr!=mat.end(); ++itr)
        {
            //       指向子串对应首位置        指向子串对应尾位置          子串内容
            cout << itr->first-szStr << ' ' << itr->second-szStr << ' ' << *itr << endl;
        }
    }
    //也可直接取指定位置信息
    if(mat[4].matched) cout << "Path is" << mat[4] << endl;
}

    {    //提取子串
        boost::cmatch mat;
        boost::regex reg( szStr );
        bool r=boost::regex_match( szStr, mat, reg);
        if(r) //如果匹配成功
        {
            //显示所有子串
            for(boost::cmatch::iterator itr=mat.begin(); itr!=mat.end(); ++itr)
            {
                //       指向子串对应首位置        指向子串对应尾位置          子串内容
                cout << itr->first-szStr << ' ' << itr->second-szStr << ' ' << *itr << endl;
            }
        }
        //也可直接取指定位置信息
        if(mat[4].matched) cout << "Path is" << mat[4] << endl;
    }

其中，boost::cmatch是一个针对C字符串的特化版本，它还有另三位兄弟,如下:

typedef match_results<const char*> cmatch;
typedef match_results<std::string::const_iterator> smatch;
typedef match_results<const wchar_t*> wcmatch;
typedef match_results<std::wstring::const_iterator> wsmatch;

可以把match_results看成是一个sub_match的容器，同时它还提供了format方法来代替regex_format函数。
一个sub_match就是一个子串，它从std::pair<BidiIterator, BidiIterator>继承而来，这个迭代器pair里的first和second分别指向了这个子串开始和结尾所在位置。同时，sub_match又提供了str()，length()方法来返回整个子串。
 

2.查找字符串

regex_match只验证是否完全匹配，如果想从一大串字符串里找出匹配的一小段字符串（比如从网页文件里找超链接），这时就要使用regex_search了。
下面这段代码从szStr中找数字

{ //查找
    boost::cmatch mat;
    boost::regex reg( "//d+" );    //查找字符串里的数字
    if(boost::regex_search(szStr, mat, reg))
    {
        cout << "searched:" << mat[0] << endl;
    }
}

    { //查找
        boost::cmatch mat;
        boost::regex reg( "//d+" );    //查找字符串里的数字
        if(boost::regex_search(szStr, mat, reg))
        {
            cout << "searched:" << mat[0] << endl;
        }
    }

 

3.替换

regex_replace提供了简便的方法来部分替换源字符串
正则表达式中，使用$1~$9（或/1~/9）表示第几个子串,$&表示整个串，$`表示第一个串,$'表示最后未处理的串。

{ //替换1，把上面的HTTP的URL转成FTP的
    boost::regex reg( szReg );
    string s = boost::regex_replace( string(szStr), reg, "ftp://$2$5");
    cout << "ftp site:"<< s << endl;
}

    { //替换1，把上面的HTTP的URL转成FTP的
        boost::regex reg( szReg );
        string s = boost::regex_replace( string(szStr), reg, "ftp://$2$5");
        cout << "ftp site:"<< s << endl;
    }

正则表达式中，使用(?1~?9新字串)表示把第几个子串替换成新字串

{ //替换2，使用format_all参数把<>&全部转换成网页字符
    string s1 = "(<)|(>)|(&)";
    string s2 = "(?1&lt;)(?2&gt;)(?3&amp;)";
    boost::regex reg( s1 );
    string s = boost::regex_replace( string("cout << a&b << endl;"), reg, s2, boost::match_default | boost::format_all);
    cout << "HTML:"<< s << endl;
}