C语言实现简化的正则表达式

语法：

• 正则表达式和待匹配字符串都是一行
• “^” 标记正则表达式的开始
• “$” 标记正则表达式的结束
• “*” 匹配前面的子表达式零次或多次
• “+” 匹配前面的子表达式一次或多次
• “?” 匹配前面的子表达式零次或一次, 当该字符紧跟在任何一个其他限制符（*,+,?，{n}，{n,}，{n,m}）后面时，表示该匹配模式是非贪婪的，而不是匹配前面的子表达式
• “{n}” n是一个非负整数。匹配确定的n次
• “{n,}” n是一个非负整数。至少匹配n次
• “{n,m}” m和n均为非负整数，其中n<=m。最少匹配n次且最多匹配m次
• “.” 匹配除“\n”之外的任何单个字符
• “x|y” 匹配x或y，其中x和y是两个子表达式，如果是字符就是单个字符
• “[xyz]”字符合集，匹配其中的任意一个字符，如果两个字符之间有”-”，就表示这三个字符用于匹配一个ASSIC码值在两字符之间的一个字符，如果开头有”^”，表示负值字符集合。匹配未包含的任意字符
• “(pattern)”一个子表达式，可嵌套
• \b匹配一个单词边界，即是否后面是非标识符字符，只是检测，不匹配实际内容
• \B匹配非单词边界，即是否后面不是非标识符字符，只是检测，不匹配实际内容
• \d 匹配一个数字字符。等价于[0-9]。
• \D 匹配一个非数字字符。等价于[^0-9]。
• \f 匹配一个换页符。等价于\x0c
• \n 匹配一个换行符。等价于\x0a
• \r 匹配一个回车符。等价于\x0d
• \s 匹配任何空白字符，包括空格、制表符、换页符等等。等价于[ \f\n\r\t\v]。
• \S 匹配任何非空白字符。等价于[^ \f\n\r\t\v]。
• \t 匹配一个制表符。等价于\x09
• \v 匹配一个垂直制表符。等价于\x0b
• \w 匹配包括下划线的任何单词字符。等价于“[A-Za-z0-9_]”。
• \W 匹配任何非单词字符。等价于“[^A-Za-z0-9_]”。
• \xn匹配n，其中n为十六进制转义值。十六进制转义值必须为确定的两个数字长。例如，“\x41”匹配“A”。“\x041”则等价于“\x04&1”。正则表达式中可以使用ASCII编码。.
• \num匹配num，其中num是一个正整数。对所获取的匹配的引用。例如，“(.)\1”匹配两
• 个连续的相同字符。只支持0≤num≤9，并且引用的只能是元表达式，比如(ab)将计数为两个表达式”a”和”b”而忽略括号

策略：

先将正则表达式解析，生成一棵语法树，树枝是”()”“[]”“|”带来的子表达式，节点的exp_id表示这个节点将用于匹配怎样的字符，还有字段记录这个表达式将重复的次数。

“()”的子树是和主树的结构一样的，解析规则也是相同的，但是”[]”和”|”的子树有自己的解析规则

每棵子树的根节点不匹配实际内容，而是用于指示它有子树

再用这棵语法树对字符串进行匹配

Step1：解析语法树

每个函数都只进行一个或特定几个字符的解析，之后递归的调用以递归下降分析

Check：

首先判断是否达到了正则表达式尾

“|”会再当前节点之前插入一个节点，并将当前节点移到插入的节点的孩子上，因为难以只对之后的一个表达式进行特殊处理，所以之后将继续解析。而是在解析完成之后进行再次的处理，遇到”|”的表达式的时候会将其后面的一个表达式放到其孩子树（此时已有一个节点）的后面，这样孩子树将有两个节点

“-”会判断当前的模式，如果在一个中括号中，并且当前节点和后面的都是一个非转义字符，那么就修改当前的节点为字符范围匹配，即便后面的是反斜杠也可以判断是否是非转义字符

“+”“*”会直接修改当前节点的重复次数（即便它有一棵孩子树）

“?”需要判断当前的节点是否已经被限制符修饰过了，如果是就将当前节点设置为非贪婪的，否则就只修改重复次数

在遇到”(““{““[““\”时会进入相应的函数进行特定的解析

递归调用自己进行递归下降解析

Check “\”：

\x将会有一个辅助函数将其后的两个字符解析为十进制整数，并插入为char

\+数字，将会有一个函数寻找对应位置的表达式指针，因为找的只是元表达式，所以不会有孩子节点，而且因为表达式只会被使用而不会被改变，所以引用也可以直接复制，不用深复制

Check”(“：

因为用了全局变量存储表达式树的头节点和当前节点，所以只用备份当前的值，并将值设置为新节点的孩子节点，之后再调用check就可以为新节点的孩子节点生成一个子树

Check”[“：

会和”()”进行相同的操作，差异是调用时指定的模式，而且”[]”再开头会判断是否有”^”

Check”{}”：

识别模式并修改当前的节点重复次数

Step2：检查字符串

Match pattern将会遍历表达式链表，并调用match expression检查每个单独的表达式。子树的遍历将会在match expression中通过调用match pattern进行

源码：

https://github.com/biaoJM/Simple-RegExp-C