정규표현식과 예제문제

 

정규표현식

 

정규 표현식(regular expression, regex)은 특정한 규칙을 가진 문자열의 패턴을 표현하는 방법입니다. 정규 표현식은 문자열 검색, 일치, 치환 등을 수행하는 데 사용됩니다. 프로그래밍 언어와 텍스트 편집기에서 자주 사용되며, 데이터 검증, 텍스트 파싱, 데이터 변환 등의 작업에 유용합니다.

기본 개념

1. 리터럴 문자: 문자 그대로 일치하는 문자열을 찾습니다.
   • 예: abc는 "abc" 문자열과 일치합니다.
2. 메타 문자: 특별한 의미를 가진 문자들로, 패턴 매칭을 제어합니다.
   • .: 임의의 한 문자와 일치 (줄 바꿈 문자는 제외)
   • ^: 문자열의 시작과 일치
   • $: 문자열의 끝과 일치
   • *: 0회 이상 반복
   • +: 1회 이상 반복
   • ?: 0회 또는 1회 일치
   • |: OR 연산자 (선택)
3. 문자 클래스: 대괄호 [] 안에 포함된 문자 중 하나와 일치
   • [abc]: 'a', 'b', 'c' 중 하나와 일치
   • [a-z]: 'a'부터 'z'까지의 모든 문자와 일치
   • [^abc]: 'a', 'b', 'c'를 제외한 모든 문자와 일치
4. 수량자: 앞의 요소가 나타나는 횟수를 지정
   • {n}: 정확히 n번 일치
   • {n,}: 최소 n번 일치
   • {n,m}: n번 이상, m번 이하 일치
5. 그룹과 캡처: 소괄호 ()를 사용하여 부분 문자열을 그룹화하고 캡처
   • (abc): 'abc'와 일치하고, 이를 캡처 그룹으로 저장
   • (?:abc): 'abc'와 일치하지만, 캡처하지 않음
6. 역참조: 이전에 캡처된 그룹을 재참조
   • \1, \2 등: 첫 번째, 두 번째 캡처 그룹을 재참조
7. 이스케이프 시퀀스: 메타 문자를 일반 문자로 사용하기 위해 \를 사용
   • \.: '.' 문자 자체와 일치
   • \\: '' 문자 자체와 일치

 

C++ 에서는 <regex> 헤더파일을 통해 사용이 가능하다. 

1. std::regex_search

std::regex_search는 문자열 내에서 정규 표현식과 일치하는 부분을 검색합니다.

 

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

int main() {
    std::string text = "My email is example@example.com.";
    std::regex email_pattern(R"([a-zA-Z0-9._%+-]+@[a-zA-Z0-9.-]+\.[a-zA-Z]{2,})");

    std::smatch match;
    if (std::regex_search(text, match, email_pattern)) {
        std::cout << "Email found: " << match[0] << std::endl;
    } else {
        std::cout << "No email found." << std::endl;
    }

    return 0;
}

2. std::regex_match

std::regex_match는 문자열이 정규 표현식과 완전히 일치하는지 확인합니다.

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

int main() {
    std::string email = "example@example.com";
    std::regex email_pattern(R"([a-zA-Z0-9._%+-]+@[a-zA-Z0-9.-]+\.[a-zA-Z]{2,})");

    if (std::regex_match(email, email_pattern)) {
        std::cout << "Valid email address." << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Invalid email address." << std::endl;
    }

    return 0;
}

 

3. std::regex_replace

std::regex_replace는 문자열에서 정규 표현식과 일치하는 부분을 다른 문자열로 치환합니다.

 

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

int main() {
    std::string text = "I have a cat. I love my cat.";
    std::regex cat_pattern(R"(\bcat\b)");
    std::string replacement = "dog";

    std::string result = std::regex_replace(text, cat_pattern, replacement);
    std::cout << "Original: " << text << std::endl;
    std::cout << "Modified: " << result << std::endl;

    return 0;
}

 

다음과 같이 함수를 사용할 수 있으며

 

마지막으로 정규표현식에 익숙해질수 있도록 예제문제 몇가지를 올려본다. 

(더보기를 누르면 답과 해석을 볼 수 있습니다.)

예제 문제 1: 이메일 주소 검증

문제: 이메일 주소가 올바른 형식인지 확인하는 정규 표현식을 작성하세요. 이메일 주소는 다음 조건을 만족해야 합니다:

• 알파벳 소문자, 대문자, 숫자, 점(.), 밑줄(_), 더하기(+), 하이픈(-) 문자를 포함할 수 있습니다.
• "@" 문자를 포함해야 합니다.
• "@" 문자 이후에 알파벳 소문자, 대문자, 숫자, 점(.), 하이픈(-)이 올 수 있습니다.
• 마지막 부분은 최소 두 글자 이상의 알파벳 소문자, 대문자여야 합니다.

^[a-zA-Z0-9._%+-]+@[a-zA-Z0-9.-]+\.[a-zA-Z]{2,}$

 

 

• ^: 문자열의 시작을 의미합니다.
• [a-zA-Z0-9._%+-]+: 알파벳 대소문자, 숫자, 점(.), 밑줄(_), 퍼센트(%), 더하기(+), 하이픈(-) 중 하나 이상이 올 수 있습니다.
• @: '@' 문자입니다.
• [a-zA-Z0-9.-]+: 알파벳 대소문자, 숫자, 점(.), 하이픈(-) 중 하나 이상이 올 수 있습니다.
• \.: 점(.) 문자입니다.
• [a-zA-Z]{2,}: 알파벳 대소문자가 최소 2개 이상 와야 합니다.
• $: 문자열의 끝을 의미합니다.

 

 

예제 문제 2: 전화번호 검증

문제: 미국 전화번호가 올바른 형식인지 확인하는 정규 표현식을 작성하세요. 전화번호는 다음 형식을 가져야 합니다:

• 3자리 숫자와 이어지는 "-" 또는 "." 문자
• 3자리 숫자와 이어지는 "-" 또는 "." 문자
• 4자리 숫자

^\d{3}[-.]\d{3}[-.]\d{4}$

 

 

• ^: 문자열의 시작을 의미합니다.
• \d{3}: 숫자(\d) 3자리입니다.
• [-.]: 하이픈(-) 또는 점(.) 중 하나입니다.
• \d{3}: 숫자 3자리입니다.
• [-.]: 하이픈(-) 또는 점(.) 중 하나입니다.
• \d{4}: 숫자 4자리입니다.
• $: 문자열의 끝을 의미합니다.

 

 

예제 문제 3: URL 검증

문제: URL이 올바른 형식인지 확인하는 정규 표현식을 작성하세요. URL은 다음 조건을 만족해야 합니다:

• "http://" 또는 "https://"로 시작해야 합니다.
• 도메인은 알파벳 소문자, 대문자, 숫자, 점(.)을 포함할 수 있습니다.
• 도메인 이름 이후에 선택적으로 슬래시(/)와 추가 경로가 올 수 있습니다.

^https?:\/\/[a-zA-Z0-9.-]+\/?$

 

 

• ^: 문자열의 시작을 의미합니다.
• https?: 'http' 또는 'https'입니다. 's'는 선택적입니다.
• :\/\/: '://' 문자열입니다.
• [a-zA-Z0-9.-]+: 알파벳 대소문자, 숫자, 점(.), 하이픈(-) 중 하나 이상이 올 수 있습니다.
• \/?: 슬래시(/)는 선택적입니다.
• $: 문자열의 끝을 의미합니다.

 

예제 문제 4: 날짜 검증

문제: 날짜가 "YYYY-MM-DD" 형식인지 확인하는 정규 표현식을 작성하세요. 날짜는 다음 조건을 만족해야 합니다:

• 연도는 4자리 숫자여야 합니다.
• 월은 01부터 12까지의 2자리 숫자여야 합니다.
• 일은 01부터 31까지의 2자리 숫자여야 합니다.

^\d{4}-(0[1-9]|1[0-2])-(0[1-9]|[12]\d|3[01])$

 

 

 

• ^: 문자열의 시작을 의미합니다.
• \d{4}: 숫자 4자리입니다.
• -: 하이픈(-) 문자입니다.
• (0[1-9]|1[0-2]): 01에서 09 또는 10에서 12 사이의 2자리 숫자입니다.
• -: 하이픈(-) 문자입니다.
• (0[1-9]|[12]\d|3[01]): 01에서 09, 10에서 29, 30 또는 31 사이의 2자리 숫자입니다.
• $: 문자열의 끝을 의미합니다.

 

 

예제 문제 5: 비밀번호 검증

문제: 비밀번호가 올바른 형식인지 확인하는 정규 표현식을 작성하세요. 비밀번호는 다음 조건을 만족해야 합니다:

• 최소 8자 이상이어야 합니다.
• 적어도 하나의 소문자, 하나의 대문자, 하나의 숫자, 하나의 특수 문자를 포함해야 합니다.

^(?=.*[a-z])(?=.*[A-Z])(?=.*\d)(?=.*[@$!%*?&])[A-Za-z\d@$!%*?&]{8,}$

 

 

 

• ^: 문자열의 시작을 의미합니다.
• (?=.*[a-z]): 최소 하나의 소문자(a-z)를 포함해야 합니다.
• (?=.*[A-Z]): 최소 하나의 대문자(A-Z)를 포함해야 합니다.
• (?=.*\d): 최소 하나의 숫자(0-9)를 포함해야 합니다.
• (?=.*[@$!%*?&]): 최소 하나의 특수 문자(@, $, !, %, *, ?, &)를 포함해야 합니다.
• [A-Za-z\d@$!%*?&]{8,}: 알파벳 대소문자, 숫자, 특수 문자 중 8자 이상으로 구성됩니다.
• $: 문자열의 끝을 의미합니다.

 

 

예제 문제 6: IPv4 주소 검증

문제: IPv4 주소가 올바른 형식인지 확인하는 정규 표현식을 작성하세요. IPv4 주소는 다음 조건을 만족해야 합니다:

• 4개의 숫자로 구성되어 있으며, 각 숫자는 0부터 255까지입니다.
• 각 숫자는 점(.)으로 구분됩니다.

^(25[0-5]|2[0-4][0-9]|[01]?[0-9][0-9]?)\.(25[0-5]|2[0-4][0-9]|[01]?[0-9][0-9]?)\.(25[0-5]|2[0-4][0-9]|[01]?[0-9][0-9]?)\.(25[0-5]|2[0-4][0-9]|[01]?[0-9][0-9]?)$

 

 

 

• ^: 문자열의 시작을 의미합니다.
• (25[0-5]|2[0-4][0-9]|[01]?[0-9][0-9]?): 0에서 255 사이의 숫자를 의미합니다. 세부적으로:
  • 25[0-5]: 250에서 255 사이의 숫자
  • 2[0-4][0-9]: 200에서 249 사이의 숫자
  • [01]?[0-9][0-9]?: 0에서 199 사이의 숫자
• \.: 점(.) 문자입니다. 이 패턴이 4번 반복됩니다.
• $: 문자열의 끝을 의미합니다.