标准的C和C++都不支持正则表达式,但有一些函数库可以辅助C/C++程序员完成这一功能,其中最著名的当数Philip Hazel的Perl-Compatible Regular Expression库,许多Linux发行版本都带有这个函数库。
编译正则表达式
为了提高效率,在将一个字符串与正则表达式进行比较之前,首先要用regcomp()函数对它进行编译,将其转化为regex_t结构:
<ccid_nobr>
<ccid_code>int regcomp(regex_t *preg, const char *regex,int cflags);
参数regex是一个字符串,它代表将要被编译的正则表达式;参数preg指向一个声明为regex_t的数据结构,用来保存编译结果;参数cflags决定了正则表达式该如何被处理的细节。
如果函数regcomp()执行成功,并且编译结果被正确填充到preg中后,函数将返回0,任何其它的返回结果都代表有某种错误产生。
匹配正则表达式
一旦用regcomp()函数成功地编译了正则表达式,接下来就可以调用regexec()函数完成模式匹配:
<ccid_nobr>
<ccid_code>int regexec(const regex_t *preg, const char *string, size_t nmatch,regmatch_t pmatch[], int eflags); typedef struct { regoff_t rm_so; regoff_t rm_eo; } regmatch_t;
参数preg指向编译后的正则表达式,参数string是将要进行匹配的字符串,而参数nmatch和pmatch则用于把匹配结果返回给调用程序,最后一个参数eflags决定了匹配的细节。
在调用函数regexec()进行模式匹配的过程中,可能在字符串string中会有多处与给定的正则表达式相匹配,参数pmatch就是用来保存这些匹配位置的,而参数nmatch则告诉函数regexec()最多可以把多少个匹配结果填充到pmatch数组中。当regexec()函数成功返回时,从string+pmatch[0].rm_so到string+pmatch[0].rm_eo是第一个匹配的字符串,而从string+pmatch[1].rm_so到string+pmatch[1].rm_eo,则是第二个匹配的字符串,依此类推。
释放正则表达式
无论什么时候,当不再需要已经编译过的正则表达式时,都应该调用函数regfree()将其释放,以免产生内存泄漏。
<ccid_nobr>
<ccid_code>void regfree(regex_t *preg);
函数regfree()不会返回任何结果,它仅接收一个指向regex_t数据类型的指针,这是之前调用regcomp()函数所得到的编译结果。
如果在程序中针对同一个regex_t结构调用了多次regcomp()函数,POSIX标准并没有规定是否每次都必须调用regfree()函数进行释放,但建议每次调用regcomp()函数对正则表达式进行编译后都调用一次regfree()函数,以尽早释放占用的存储空间。
报告错误信息
如果调用函数regcomp()或regexec()得到的是一个非0的返回值,则表明在对正则表达式的处理过程中出现了某种错误,此时可以通过调用函数regerror()得到详细的错误信息。
<ccid_nobr>
<ccid_code>size_t regerror(int errcode, const regex_t *preg, char *errbuf,size_t errbuf_size);
参数errcode是来自函数regcomp()或regexec()的错误代码,而参数preg则是由函数regcomp()得到的编译结果,其目的是把格式化消息所必须的上下文提供给regerror()函数。在执行函数regerror()时,将按照参数errbuf_size指明的最大字节数,在errbuf缓冲区中填入格式化后的错误信息,同时返回错误信息的长度。
应用正则表达式
最后给出一个具体的实例,介绍如何在C语言程序中处理正则表达式。
<ccid_nobr>
<ccid_code>#include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <regex.h> /* 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 ",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]== ) 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)",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", lno, lbuf); printf(" $%d=%s", x, substr(lbuf, pm[x].rm_so,pm[x].rm_eo)); } } /* 释放正则表达式 */ regfree(?); return 0; }
上述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。执行下面的命令可以编译并执行该程序:
<ccid_nobr>
<ccid_code># gcc regexp.c -o regexp # ./regexp regex[a-z]* < regexp.c 0003: #include <regex.h> $0=regex 0027: regex_t reg; $0=regex 0054: z = regexec(?, lbuf, nmatch, pm, 0); $0=regexec
小结
对那些需要进行复杂数据处理的程序来说,正则表达式无疑是一个非常有用的工具。本文重点在于阐述如何在C语言中利用正则表达式来简化字符串处理,以便在数据处理方面能够获得与Perl语言类似的灵活性。