std::regex_match和std::regex_search有什么区别？

Question

以下程序使用C++11的 std::regex_match 和 std::regex_search 来获取“Day”信息。然而，使用第一种方法返回false，而第二种方法返回true（预期结果）。我已经阅读了文档和现有的相关SO问题，但我不理解这两种方法之间的区别以及何时应使用它们？它们可以互换地用于任何常见问题吗？

regex_match和regex_search之间的区别是什么？

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

int main()
{
    std::string input{ "Mon Nov 25 20:54:36 2013" };
    //Day:: Exactly Two Number surrounded by spaces in both side
    std::regex  r{R"(\s\d{2}\s)"};
    //std::regex  r{"\\s\\d{2}\\s"};
    std::smatch match;

if (std::regex_match(input,match,r)) {
        std::cout << "Found" << "\n";
    } else {
        std::cout << "Did Not Found" << "\n";
    }

    if (std::regex_search(input, match,r)) {
        std::cout << "Found" << "\n";
        if (match.ready()){
            std::string out = match[0];
            std::cout << out << "\n";
        }
    }
    else {
        std::cout << "Did Not Found" << "\n";
    }
}

输出

Did Not Found

Found

 25 

为什么在这种情况下第一个正则表达式方法返回 false？regex 看起来是正确的，理论上应该都返回 true。我通过将 std::regex_match(input,match,r) 更改为 std::regex_match(input,r) 运行了上面的程序，并发现它仍然返回 false。

能有人解释一下上面的例子，以及这些方法的通常用途吗？

- Mantosh Kumar

Answer 1

regex_match仅当整个输入序列被匹配时返回true，而regex_search即使只有子序列与regex匹配也会成功。

引用自N3337：

  

§28.11.2/2 regex_match [re.alg.match]

  Effects: 确定正则表达式e和字符序列[first,last)是否完全匹配。... 如果存在这样的匹配，则返回true，否则返回false。

以上描述是针对接受匹配序列的一对迭代器的regex_match重载版本。其余的重载版本都是基于此版本定义的。

相应的regex_search重载版本描述如下：

  

§28.11.3/2 regex_search [re.alg.search]

  Effects: 确定是否存在某个子序列在[first,last)中与正则表达式e匹配。 ... 如果存在这样的序列，则返回true，否则返回false。

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在您的示例中，如果将regex修改为r {R"(.*?\s\d{2}\s.*)"}，则regex_match和regex_search都将成功（但匹配结果不仅是日期，而是整个日期字符串）。

现场演示一个修改过的版本，其中日期被regex_match和regex_search都捕获并显示。

- Praetorian

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谢谢您的解释。您能否解释一下为什么我们需要将match[0]更改为match[1]以在两种情况下获得精确结果？我的意思是这涉及到std::smatch的使用理解。 - Mantosh Kumar

@MantoshKumar 我在日期字段 (\d{2}) 周围添加了括号以创建一个捕获组。根据 match_results 文档，match[0] 总是返回整个匹配表达式，而 match[1] 返回第一个子匹配等等。在这种情况下，我们只有一个捕获组，即天数，因此它存储在第一个子匹配中。 - Praetorian

从性能角度来看，我敢打赌regex_match比regex_search在计算上平均要快得多，这是由于它能够在匹配失败时立即返回false的能力。相比之下，regex_search将检查子字符串是否与模式匹配，因此在大多数情况下，如果不是所有情况，regex_search都会更慢。因此，在选择这些函数时，请考虑到这一点。 - Steven

Answer 2

很简单。 regex_search 查找字符串中是否存在任何部分与正则表达式相匹配的内容。 regex_match 检查整个字符串是否与正则表达式匹配。 作为一个简单的例子，假设有以下字符串：

"one two three four"

如果我使用表达式为"three"的regex_search在该字符串上进行搜索，它将成功，因为"three"可以在"one two three four"中找到。

然而，如果我使用regex_match代替，它会失败，因为"three"不是整个字符串，而只是其中的一部分。

- Benjamin Lindley