std::regex 是 C++11 引入的 正則表達式庫，用于 字符串匹配、搜索和替換。

🔹 頭文件：#include <regex>
🔹 命名空間：std
🔹 支持的匹配模式：ECMAScript（默認）、POSIX 規則等。

主要組件

組件	作用	示例
std::regex	正則表達式對象	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	替換匹配部分	std::regex_replace("abc123", pattern, "***");
std::smatch	存儲匹配結果（字符串版）	std::smatch match;
std::cmatch	存儲匹配結果（C 字符串版）	std::cmatch match;

基本用法

（1）檢查字符串是否完全匹配

#include <iostream>
#include <regex>int main() {std::string str = "123";std::regex pattern("\\d+");  // 匹配數字if (std::regex_match(str, pattern)) {std::cout << "完全匹配！" << std::endl;} else {std::cout << "匹配失敗！" << std::endl;}
}

（2）搜索字符串中是否包含匹配項

#include <iostream>
#include <regex>int main() {std::string str = "abc123xyz";std::regex pattern("\\d+");  // 查找數字std::smatch match;// std::regex_search() 適用于 查找子字符串是否匹配 的情況if (std::regex_search(str, match, pattern)) {std::cout << "找到匹配: " << match[0] << std::endl;}
}

（3）字符串替換

#include <iostream>
#include <regex>int main() {std::string str = "hello 123 world";std::regex pattern("\\d+");  // 目標：匹配數字// std::regex_replace() 適用于 將匹配項替換為新內容std::string replaced = std::regex_replace(str, pattern, "***");std::cout << "替換后：" << replaced << std::endl;
}

（4）提取多個匹配項

#include <iostream>
#include <regex>int main() {std::string str = "email: test@example.com, contact: user@mail.com";std::regex pattern(R"([\w.%+-]+@[\w.-]+\.[a-zA-Z]{2,})");  // 匹配郵箱std::smatch match;while (std::regex_search(str, match, pattern)) {std::cout << "找到郵箱: " << match[0] << std::endl;str = match.suffix();  // 繼續查找}
}

語法

（1）常見正則語法

表達式	作用	示例匹配
\d	數字	"123"
\w	字母、數字、下劃線	"abc_123"
.	任意字符（除換行）	"a" "!"
\s	空格	" "
^	字符串開頭	^abc 匹配 "abc123" 但不匹配 "1abc"
$	字符串結尾	abc$ 匹配 "123abc"
+	至少一個	\d+ 匹配 "123" "4567"
*	0 個或多個	a* 匹配 "" "a" "aaaa"
?	0 或 1 個	colou?r 匹配 "color" 和 "colour"
{n,m}	重復 n 到 m 次	\d{2,4} 匹配 "12" "1234"
()	分組	(\d+)-(\d+)
`	`	或

（2）特殊匹配

語法	作用
(?:...)	非捕獲組
(?=...)	正向預查
(?!...)	負向預查

存在的問題

1. std::regex 在 GCC 4.8.5 及以下版本崩潰

GCC 4.8.5 的 std::regex 不穩定，容易崩潰。

解決方案：

• 升級 GCC 4.9+

• 使用 boost::regex 代替

• 使用 pcre 代替

2. std::regex 解析長字符串性能差

解決方案：

• 使用 std::sregex_iterator 遍歷字符串。
• 改用 boost::regex 或 pcre，它們更快。

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3. std::regex_replace()處理大文本效率低

解決方案：

• 使用 std::ostringstream 手動拼接字符串，減少替換操作。

方案對比

方法	適用場景	速度	兼容性
std::regex	C++11 及以上，簡單匹配	較慢	僅 C++11+
boost::regex	C++98 兼容，功能強大	中等	兼容 C++98
PCRE	高效匹配大文本	最快	需要安裝
手寫字符串查找	僅匹配簡單內容	最快	兼容所有 C++

總結

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);
替換字符串	std::regex_replace(str, pattern, "new");
遍歷所有匹配	std::sregex_iterator

推薦

• 簡單匹配：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。