• C语言正则表达式


    POSIX规定了正则表达式的C语言库函数,详见regex(3)。我们已经学习了很多C语言库函数的用法,读者应该具备自己看懂man手册的能力了。本章介绍了正则表达式在grep、sed、awk中的用法,学习要能够举一反三,请读者根据regex(3)自己总结正则表达式在C语言中的用法,写一些简单的程序,例如验证用户输入的IP地址或email地址格式是否正确。

    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。

    int regcomp (regex_t *compiled, const char *pattern, int cflags)
    /*
    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。
    */
        regex_t 
        pattern     //是指向我们写好的正则表达式的指针。
        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,只返回是否成功匹配。如果设置该标志位,那么在regexec将忽略nmatch和pmatch两个参数。
        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。

    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。

    int regexec (regex_t *compiled, char *string, size_t nmatch, regmatch_t matchptr[], int eflags)
    compiled     //是已经用regcomp函数编译好的正则表达式。
    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 //让特殊字符^无作用
    REG_NOTEOL //让特殊字符$无作用

    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。

    void regfree (regex_t *compiled)

    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。

    size_t regerror (int errcode, regex_t *compiled, char *buffer, size_t length)
    
    errcode     //是由regcomp 和 regexec 函数返回的错误代号。
    compiled     //是已经用regcomp函数编译好的正则表达式,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。

    例如: size_t length = regerror (errcode, compiled, NULL, 0);

    测试用例:

    #include <sys/types.h>
    #include <regex.h>
    #include <stdio.h>
    
    int main(int argc, char ** argv)
    {
        if (argc != 3) {
            printf("Usage: %s RegexString Text
    ", argv[0]);
            return 1;
        }
        const char * pregexstr = argv[1];
        const char * ptext = argv[2];
        regex_t oregex;
        int nerrcode = 0;
        char szerrmsg[1024] = {0};
        size_t unerrmsglen = 0;
        if ((nerrcode = regcomp(&oregex, pregexstr, REG_EXTENDED|REG_NOSUB)) == 0) {
            if ((nerrcode = regexec(&oregex, ptext, 0, NULL, 0)) == 0)    {
                printf("%s matches %s
    ", ptext, pregexstr);
                regfree(&oregex);
                return 0;
            }
        }
        unerrmsglen = regerror(nerrcode, &oregex, szerrmsg, sizeof(szerrmsg));
        unerrmsglen = unerrmsglen < sizeof(szerrmsg) ? unerrmsglen : sizeof(szerrmsg) - 1;
        szerrmsg[unerrmsglen] = '';
        printf("ErrMsg: %s
    ", szerrmsg);
        regfree(&oregex);
    
        return 1;
    }

    匹配网址:

    ./a.out "http://www..*.com" "http://www.taobao.com"
    ./a.out "^[a-zA-Z0-9]+@[a-zA-Z0-9]+.[a-zA-Z0-9]+" "itcast123@itcast.com"
    ./a.out "w+([-+.]w+)*@w+([-.]w+)*.w+([-.]w+)*" "itcast@qq.com"
    注:w匹配一个字符,包含下划线

    除了gnu提供的函数外,还常用PCRE处理正则,全称是Perl Compatible Regular Ex-pressions。从名字我们可以看出PCRE库是与Perl中正则表达式相兼容的一个正则表达式库。PCRE是免费开源的库,它是由C语言实现的,这里是它的官方主页:http://www.pcre.org/,感兴趣的朋友可以在这里了解更多的内容。 要得到PCRE库,可以从这里下载:http://sourceforge.net/projects/pcre/files/

    PCRE++是一个对PCRE库的C++封装,它提供了更加方便、易用的C++接口。这里是它的官方主页:http://www.daemon.de/PCRE,感兴趣的朋友可以在这里了解更多的内容。 要得到PCRE++库,可以从这里下载:http://www.daemon.de/PcreDownload

    另外c++中常用 boost regex。

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