使用正则表达式匹配合法的 IPv4 地址的操作方法_正则表达式

如何使用正则表达式匹配合法的 ipv4 地址

简介

ipv4 地址是互联网上常用的地址格式，通常由四个数字（每个数字范围为 0 到 255）组成，每个数字之间用点 . 分隔。例如：192.168.0.1。在某些情况下，我们需要通过编程语言或工具来验证某个字符串是否为合法的 ipv4 地址。在本文中，我们将学习如何使用正则表达式来实现这一目标。

什么是正则表达式？

正则表达式（regular expression，简称 regex）是一种用于匹配文本的工具。它能够按照特定的规则检查文本内容是否符合要求。正则表达式广泛应用于文本处理、数据验证和解析等任务。

匹配 ipv4 地址的基本规则

ipv4 地址有以下几个特点：

每个地址由四个数字组成。
每个数字在 0 到 255 之间。
每个数字之间由点 . 分隔。
每个数字部分不能包含前导零（例如 01 不合法）。

根据这些规则，我们可以设计一个正则表达式来验证 ipv4 地址。

正则表达式构建

我们可以通过以下正则表达式来匹配合法的 ipv4 地址：

^(?!.*\b0\d)\b((25[0-5]|2[0-4][0-9]|[01]?[0-9][0-9]?)\.){3}(25[0-5]|2[0-4][0-9]|[01]?[0-9][0-9]?)$

解释

^ 和 $：这两个符号分别表示匹配字符串的开始和结束，确保整个字符串符合规定。
(?!.*\b0\d)：这是一个负向前瞻（negative lookahead），用于确保地址中没有任何数字部分以 0 开头。例如，它会排除 01、001 等无效格式。
((25[0-5]|2[0-4][0-9]|[01]?[0-9][0-9]?)\.){3}：这部分匹配前三个数字部分，它确保每个数字在 0 到 255 之间，并且每个数字部分后面跟一个点（.）。
25[0-5]：匹配 250 到 255。2[0-4][0-9]：匹配 200 到 249。[01]?[0-9][0-9]?：匹配 0 到 199，同时支持一位数或两位数的匹配。
(25[0-5]|2[0-4][0-9]|[01]?[0-9][0-9]?)：这一部分匹配最后一个数字部分，确保该部分在 0 到 255 之间。
\b：单词边界符，确保数字部分是独立的，并且不会有其他字符与数字相连。

合法的 ipv4 地址示例

以下是一些合法的 ipv4 地址，符合上述正则表达式：

192.168.0.1
255.255.255.255
0.0.0.0
10.0.0.1
172.16.254.3
1.1.1.1

不合法的 ipv4 地址示例

以下是一些不合法的 ipv4 地址，正则表达式会排除这些地址：

192.168.01.1 —— 前导零（01 不允许）
256.256.256.256 —— 数字超出范围
192.168.1.256 —— 最后一部分 256 超出范围
01.2.3.4 —— 前导零（01 不允许）
0.0.0.256 —— 数字 256 超出范围
300.300.300.300 —— 数字超出范围
192.168.0 —— 缺少第四部分
192.168.0.1. —— 多了一个点（不能以点结尾）
.192.168.0.1 —— 多了一个点（不能以点开头）

使用正则表达式进行验证

你可以在编程语言中使用正则表达式来验证输入是否为合法的 ipv4 地址。例如，在 python 中可以这样实现：

import re
def is_valid_ipv4(ip):
    pattern = r"^(?!.*\b0\d)\b((25[0-5]|2[0-4][0-9]|[01]?[0-9][0-9]?)\.){3}(25[0-5]|2[0-4][0-9]|[01]?[0-9][0-9]?)$"
    return bool(re.match(pattern, ip))
# 测试
print(is_valid_ipv4("192.168.0.1"))  # true
print(is_valid_ipv4("256.256.256.256"))  # false
print(is_valid_ipv4("192.168.01.1"))  # false