C语言正则表达式

正则表达式可以帮助开发人员快速匹配和处理文本数据，减少程序的开发难度和开发时间。C语言中提供了几种正则表达式库，本文将介绍C语言中正则表达式的使用方法。

一、正则表达式的语法

在正式介绍C语言中的正则表达式之前，我们先来了解一下正则表达式的语法规则。

在正则表达式中，使用一些特殊字符来代表某些特定的字符或序列，它们被称为元字符。下面是一些常见的元字符及其含义：

^：匹配字符串开始位置。
$：匹配字符串结束位置。
. ：匹配任意单个字符。
- ：匹配前面的元字符0次或多次。
- ：匹配前面的元字符1次或多次。
? ：匹配前面的元字符0次或1次。
\ ：转义字符。
[]：匹配方括号内任意1个字符。
[^]：匹配方括号内除了指定字符以外的任意1个字符。
()：子模式的开始和结束标志。

二、C语言中正则表达式的库

C语言中提供了几个正则表达式的库，包括POSIX标准中的正则表达式库和PCRE（Perl Compatible Regular Expression）库，后者支持更广的正则表达式语法和更多的功能。本文将主要介绍PCRE库的使用方法。

PCRE库是开源的，可以在 http://www.pcre.org/ 下载，下载后解压即可。

三、PCRE库的使用方法

1. 编译PCRE库

在使用PCRE库之前，需要编译和安装PCRE库。编译方法如下：

./configure
make
make install

2. 简单例子

下面是一个简单的例子，演示如何使用PCRE库来匹配字符串中的手机号码。

#include <stdio.h>
#include <pcre.h>

int main() {
    const char *pattern = "^1[3456789]\\d{9}$";
    const char *text = "13812345678";
    pcre *re = NULL;
    const char *error;
    int erroffset;
    int ovector[30];
    int rc;

    re = pcre_compile(pattern, 0, &error, &erroffset, NULL);
    if (!re) {
        printf("Compile error: %s\n", error);
        return -1;
    }

    rc = pcre_exec(re, NULL, text, strlen(text), 0, 0, ovector, 30);
    if (rc < 0) {
        printf("Match failed: %d\n", rc);
    } else {
        printf("Match success: %s\n", text);
    }

    pcre_free(re);
    return 0;
}

在上面的例子中，我们使用PCRE库来编译了一个正则表达式，并使用该正则表达式来匹配一个手机号码。编译正则表达式可以使用 pcre_compile() 函数，匹配正则表达式可以使用 pcre_exec() 函数。

3. 正则表达式的高级用法

上面的例子只是展示了PCRE库基本的使用方法，PCRE库还支持更多的功能和高级用法，例如：

支持更多的正则表达式语法和功能，如负向前瞻、后瞻等。
支持捕获子串、提取匹配结果等功能。
支持指定匹配的起始位置和大小。
支持使用回调函数来自定义匹配处理逻辑等。

下面是一个稍微复杂一些的例子，演示如何使用PCRE库来模糊匹配IP地址：

#include <stdio.h>
#include <pcre.h>

int main() {
    const char *pattern = "^\\d{1,3}(\\.\\d{1,3}){3}$";
    const char *text = "192.168.0.1";
    pcre *re = NULL;
    const char *error;
    int erroffset;
    int ovector[30];
    int rc;
    int i;

    re = pcre_compile(pattern, 0, &error, &erroffset, NULL);
    if (!re) {
        printf("Compile error: %s\n", error);
        return -1;
    }

    rc = pcre_exec(re, NULL, text, strlen(text), 0, 0, ovector, 30);
    if (rc < 0) {
        printf("Match failed: %d\n", rc);
    } else {
        printf("Match success:\n");
        for (i = 0; i < rc; i++) {
            char *substring_start = text + ovector[2*i];
            int substring_length = ovector[2*i+1] - ovector[2*i];
            printf("%2d: %.*s\n", i, substring_length, substring_start);
        }
    }

    pcre_free(re);
    return 0;
}

在上面的例子中，我们使用PCRE库来编译了一个正则表达式，并使用该正则表达式来模糊匹配一个IP地址。这个正则表达式使用了捕获子串的功能，可以提取匹配结果中的多个子串。在匹配成功后，我们使用 ovector 数组来获取每个子串的起始位置和大小，并打印出来。