如何使用c++的std::regex进行字符串匹配和替换【正则表达式】

std::regex 是 C++11 引入的标准库正则表达式工具，支持基础的模式匹配、查找、替换和子匹配提取。它语法接近 Perl 风格（ECMAScript 默认），但功能比 Python 或 JavaScript 的正则略精简，且性能和错误提示较弱——使用时需注意编译选项（如 -std=c++11 或更高）、异常处理和 locale 兼容性。

基本匹配：判断字符串是否符合模式

用 std::regex_match 检查整个字符串是否完全匹配正则；用 std::regex_search 查找子串是否匹配（更常用）。

• regex_match("123", std::regex(R"(d+)")) → true（全串匹配数字）
• regex_match("abc123", std::regex(R"(d+)")) → false（不全匹配）
• regex_search("abc123", std::regex(R"(d+)")) → true（找到子串 "123"）

建议优先用 regex_search，除非你明确要求“从头到尾严格匹配”。注意原始字符串字面量 R"(...)" 可避免反斜杠转义混乱，比如写 R"(w+@w+.w+)" 比 "\w+@\w+\.\w+" 更清晰。

提取匹配内容：获取捕获组或全部匹配结果

用 std::smatch 存储匹配详情，配合 regex_search 或 regex_iterator 遍历所有匹配。

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• 单次匹配：smatch m; if (regex_search(s, m, pattern)) { cout （<code>m.str(0) 是整个匹配，m.str(1) 是第一个括号组）
• 多次匹配：for (sregex_iterator it(s.begin(), s.end(), pattern); it != sregex_iterator(); ++it) { cout str(); }

例如匹配邮箱：regex pattern(R"((w+)@(w+.w+))");，m.str(1) 得用户名，m.str(2) 得域名。

字符串替换：简单替换与格式化替换

std::regex_replace 返回新字符串，原字符串不变。支持字面替换和基于捕获组的格式化替换（类似 Python 的
）。

• 字面替换：regex_replace("a1b2c3", regex(R"(d)"), "X") → "aXbXcX"
• 捕获组引用：regex_replace("2023-04-01", regex(R"((d{4})-(d{2})-(d{2}))"), "$2/$3/$1") → "04/01/2023"
• 注意：$1、$2 是 ECMAScript 风格（C++ 默认），不是
；若想用
，需加 flag std::regex_constants::basic

实用提醒：常见坑与优化建议

std::regex 在部分标准库实现（如 libstdc++ 旧版本）中性能较差、不支持某些特性（如 lookahead），且编译失败时只抛 std::regex_error，错误信息有限。

• 预编译正则对象（static const regex pat{R"(...)"}），避免重复构造
• 简单场景（如固定分隔符拆分）优先用 find/substr，比正则快得多
• 调试时可先用在线工具（如 regex101.com，选 ECMAScript 模式）验证模式
• 中文或 Unicode 字符需确保字符串为 UTF-8 编码，并注意 std::regex 对 Unicode 支持有限（不支持 p{L} 等）

不复杂但容易忽略。