16. 正则表达式库 - <regex.h>

正则表达式是一种强大的文本处理工具,用于搜索、匹配和操作字符串。C语言通过<regex.h>库提供对正则表达式的支持。

16.1. 正则表达式简介

16.1.1. 正则表达式的基本概念和语法

正则表达式是一种用来描述字符模式的特殊字符串。

  • 模式:定义字符串集合的模板。如,正则表达式[0-9]+用于匹配任意长度的数字串。

  • 语法

    • 字符类[abc]匹配abc中的一个。
    • 数量词*表示匹配前面的元素0次或多次,+表示至少1次。
    • 锚点^表示行首,$表示行尾。

16.1.2. 匹配模式与标志

使用不同的标志可以改变正则表达式的匹配方式。

  • 标志
    • REG_ICASE:忽略大小写进行匹配。
    • REG_NEWLINE:识别换行符。
    • REG_EXTENDED:使用扩展语法。
16.2. 正则表达式 API

C语言通过regcomp, regexecregfree函数实现正则表达式。

16.2.1. regcomp, regexec, regfree

  • regcomp:编译正则表达式。

    #include <regex.h>
    
    regex_t regex;
    int status = regcomp(&regex, "^[a-z]+$", REG_EXTENDED);
    // REG_EXTENDED 允许使用扩展的正则表达式语法
    
  • regexec:执行正则表达式匹配。

    char str[] = "hello";
    if (regexec(&regex, str, 0, NULL, 0) == 0) {
        printf("匹配成功\n");
    } else {
        printf("匹配失败\n");
    }
    
  • regfree:释放正则表达式使用的内存。

    regfree(&regex);
    

16.2.2. 捕获组与替换示例

在正则表达式中,可以使用括号()来创建捕获组,这允许你在匹配后提取和替换特定的子字符串。

  • 捕获组
    // 示例省略库文件包含和变量声明部分
    char source[] = "2023-01-01";
    regmatch_t matches[2]; // 使用数组存储匹配组
    const char *pattern = "(\\d{4})-(\\d{2})-(\\d{2})";
    
    regcomp(&regex, pattern, REG_EXTENDED);
    if (regexec(&regex, source, 3, matches, 0) == 0) {
        printf("Year: %.*s\n", matches[1].rm_eo - matches[1].rm_so, 
                              source + matches[1].rm_so);
    }
    regfree(&regex);
    

这段代码示例解析并提取日期字符串中的年份部分。然而,C语言中没有内置的替换功能,通常需要自行实现。

  • 替换示例:通过计算匹配组的起始和结束位置,将匹配到的子字符串替换为新字符串。

通过正则表达式,开发者可以强大且灵活地操作文本,且能通过高效的匹配和替换实现各种复杂的文本解析需求。

10-21 13:57