在 C++ 中解析逗号分隔的整数/整数范围

Question

给定一个包含范围和单个数字的 C++ 字符串：

"2,3,4,7-9"

我想把它解析成一个向量的形式：

2,3,4,7,8,9

如果数字由- 分隔，那么我想推送该范围内的所有数字。否则我想推送一个数字。

我尝试使用这段代码：

const char *NumX = "2,3,4-7";
std::vector<int> inputs;
std::istringstream in( NumX );
std::copy( std::istream_iterator<int>( in ), std::istream_iterator<int>(),
           std::back_inserter( inputs ) );

问题在于它不适用于范围。它只取字符串中的数字，而不是范围内的所有数字。

Answer 1

您的问题由两个独立的问题组成：

1. 在,处将字符串拆分为多个字符串
2. 在解析每个字符串时将数字或数字范围添加到向量中

如果你先用逗号分割整个字符串，你就不必担心同时用连字符分割它。这就是您所说的分而治之方法。

在, 拆分

This question 应该告诉你如何用逗号分割字符串。

解析并添加到std::vector<int>

用逗号分割字符串后，您只需为每个字符串调用此函数，将范围转换为单独的数字：

#include <vector>
#include <string>

void push_range_or_number(const std::string &str, std::vector<int> &out) {
    size_t hyphen_index;
    // stoi will store the index of the first non-digit in hyphen_index.
    int first = std::stoi(str, &hyphen_index);
    out.push_back(first);

    // If the hyphen_index is the equal to the length of the string,
    // there is no other number.
    // Otherwise, we parse the second number here:
    if (hyphen_index != str.size()) {
        int second = std::stoi(str.substr(hyphen_index + 1), &hyphen_index);
        for (int i = first + 1; i <= second; ++i) {
            out.push_back(i);
        }
    }
}

请注意，在连字符处拆分要简单得多，因为我们知道字符串中最多可以有一个连字符。在这种情况下，std::string::substr 是最简单的方法。请注意，如果整数太大而无法放入int，std::stoi 可能会引发异常。

Answer 2

到目前为止所有非常好的解决方案。使用现代 C++ 和正则表达式，您只需几行代码即可完成一体化解决方案。

怎么样？首先，我们定义一个匹配整数或整数范围的正则表达式。它看起来像这样

((\d+)-(\d+))|(\d+)

真的很简单。先说范围。所以，一些数字，后跟一个连字符和更多数字。然后是普通整数：一些数字。所有数字都分组。 （大括号）。连字符不在匹配组中。

这一切都很简单，无需进一步解释。

然后我们循环调用std::regex_search，直到找到所有匹配项。

对于每个匹配，我们检查是否有子匹配，表示一个范围。如果我们有子匹配，一个范围，那么我们将子匹配之间的值（包括）添加到结果std::vector。

如果我们只有一个普通整数，那么我们只添加这个值。

所有这些都给出了一个非常简单易懂的程序：

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <regex>

const std::string test{ "2,3,4,7-9" };

const std::regex re{ R"(((\d+)-(\d+))|(\d+))" };
std::smatch sm{};

int main() {
    // Here we will store the resulting data
    std::vector<int> data{};

    // Search all occureences of integers OR ranges
    for (std::string s{ test }; std::regex_search(s, sm, re); s = sm.suffix()) {

        // We found something. Was it a range?
        if (sm[1].str().length())

            // Yes, range, add all values within to the vector  
            for (int i{ std::stoi(sm[2]) }; i <= std::stoi(sm[3]); ++i) data.push_back(i);
        else
            // No, no range, just a plain integer value. Add it to the vector
            data.push_back(std::stoi(sm[0]));
    }
    // Show result
    for (const int i : data) std::cout << i << '\n';
    return 0;
}

如果您还有其他问题，我很乐意回答。

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语言：C++ 17 使用 MS Visual Studio 19 社区版编译和测试

Answer 3

考虑预处理您的数字字符串并将它们拆分。 在以下代码中，transform() 会将分隔符之一 , - 和 + 转换为空格，以便 std::istream_iterator 成功解析 int。

#include <cstdlib>
#include <algorithm>
#include <string>
#include <vector>
#include <iostream>
#include <sstream>

int main(void)
{
    std::string nums = "2,3,4-7,9+10";
    const std::string delim_to_convert = ",-+";  // , - and +
    std::transform(nums.cbegin(), nums.cend(), nums.begin(),
            [&delim_to_convert](char ch) {return (delim_to_convert.find(ch) != string::npos) ? ' ' : ch; });

    std::istringstream ss(nums);
    auto inputs = std::vector<int>(std::istream_iterator<int>(ss), {});

    exit(EXIT_SUCCESS);
}

请注意，上面的代码只能拆分 1 字节长度的分隔符。如果您需要更复杂和更长的分隔符，您应该参考@d4rk4ng31 答案。

Answer 4

除了@J。 Schultke 的优秀示例，我建议通过以下方式使用正则表达式：

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <regex>
#include <string>
#include <vector>

void process(std::string str, std::vector<int>& num_vec) {
    str.erase(--str.end());
    for (int i = str.front() - '0'; i <= str.back() - '0'; i++) {
        num_vec.push_back(i);                                                     
    }
}

int main() {
    std::string str("1,2,3,5-6,7,8");
    str += "#";
    std::regex vec_of_blocks(".*?\,|.*?\#");
    auto blocks_begin = std::sregex_iterator(str.begin(), str.end(), vec_of_blocks);
    auto blocks_end = std::sregex_iterator();
    std::vector<int> vec_of_numbers;
    for (std::sregex_iterator regex_it = blocks_begin; regex_it != blocks_end; regex_it++) {
        std::smatch match = *regex_it;
        std::string block = match.str();
        if (std::find(block.begin(), block.end(), '-') != block.end()) {
            process(block, vec_of_numbers);
        }
        else {
            vec_of_numbers.push_back(std::atoi(block.c_str()));
        }
    }
    return 0;
}

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当然，您仍然需要一点点验证，不过，这会让您开始。