为什么 Boost.Regex 不能在一个字符串中找到多个匹配项？

Question

我正在编写一个小型命令行程序，它以 ax^2+bx^1+cx^0 的形式向用户询问多项式。我稍后会解析数据，但现在我只是想看看我是否可以将多项式与正则表达式匹配(\+|-|^)(\d*)x\^([0-9*]*)我的问题是，它不匹配用户输入的多项式中的多个项，除非我将其更改为((\+|-|^)(\d*)x\^([0-9*]*))*（不同之处在于整个表达式被分组并在末尾有一个星号）。如果我输入诸如“4x^2”而不是“4x^2+3x^1+2x^0”之类的内容，则第一个表达式有效，因为它不会检查多次。

我的问题是，为什么 Boost.Regex'sregex_match()在同一个字符串中找不到多个匹配项？它在我使用的正则表达式编辑器（Expresso）中，但在实际的 C++ 代码中没有。应该是这样的吗？

如果有什么不合理的地方，请告诉我，我会尽力澄清。感谢您的帮助。

Edit1：这是我的代码（我正在学习这里的教程：http://onlamp.com/pub/a/onlamp/2006/04/06/boostregex.html?page=3）

int main()
{
    string polynomial;

    cmatch matches; // matches

    regex re("((\\+|-|^)(\\d*)x\\^([0-9*]*))*");

    cout << "Please enter your polynomials in the form ax^2+bx^1+cx^0." << endl;

    cout << "Polynomial:";
    getline(cin, polynomial);

    if(regex_match(polynomial.c_str(), matches, re))
    {
        for(int i = 0; i < matches.size(); i++)
        {
            string match(matches[i].first, matches[i].second);
            cout << "\tmatches[" << i << "] = " << match << endl;
        }
    }

    system("PAUSE");
    return 0;
}

Answer 1

您使用了错误的东西——regex_match 旨在检查（单个）正则表达式是否匹配整个字符序列。因此，您需要指定一个匹配整个输入的正则表达式，或者使用其他东西。对于您的情况，可能按照您已经完成的方式修改正则表达式（将其分组并添加 Kleene 星号）是最有意义的。如果您想迭代多项式的各个项，您可能需要使用 regex_token_iterator 之类的东西。

编辑：当然，由于您将其嵌入到 C++ 中，因此您还必须将所有反斜杠加倍。看着它，我也有点对你正在使用的正则表达式感到困惑——在我看来它并不应该真的工作得很好。举例来说，似乎要求一个“+”、“-”或“^”在一个术语的开头，但第一个术语通常不会有。我也有点不确定为什么一个学期的开头会有一个“^”。由于指数通常在为零时被省略，因此最好允许它被省略。考虑到这些，我得到类似：“[-+]?(\d*)x(\^([0-9])*)”。

将它合并到一些代码中，我们可以得到这样的东西：

#include <iterator>
#include <regex>
#include <string>
#include <iostream>

int main() { 

    std::string poly = "4x^2+3x^1+2x";

    std::tr1::regex term("[-+]?(\\d*)x(\\^[0-9])*");

    std::copy(std::tr1::sregex_token_iterator(poly.begin(), poly.end(), term),
        std::tr1::sregex_token_iterator(), 
        std::ostream_iterator<std::string>(std::cout, "\n"));
    return 0;
}

至少对我来说，这会单独打印出每个术语：

4x^2
+3x^1
+2x

请注意，目前，我刚刚打印出每个完整的术语，并修改了您的输入以展示识别不包含幂的术语的能力（无论如何，明确地）。

编辑：要将结果收集到向量中而不是将它们发送到std::cout，您可以执行以下操作：

#include <iterator>
#include <regex>
#include <string>
#include <iostream>

int main() {   
    std::string poly = "4x^2+3x^1+2x";

    std::tr1::regex term("[-+]?(\\d*)x(\\^[0-9])*");
    std::vector<std::string> terms;

    std::copy(std::tr1::sregex_token_iterator(poly.begin(), poly.end(), term),
        std::tr1::sregex_token_iterator(), 
        std::back_inserter(terms));

    // Now terms[0] is the first term, terms[1] the second, and so on.

    return 0;
}