python如何利用re模塊正則表達式匹配ip地址

更新時間：2023年08月31日 10:05:25 作者：shanf7921

這篇文章主要介紹了python如何利用re模塊正則表達式匹配ip地址問題,具有很好的參考價值,希望對大家有所幫助,如有錯誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教

python中利用正則表達式判斷ipv4地址是否合法

ip地址的范圍為0.0.0.0-255.255.255.255，分成四段，則每段的范圍都是0-255，因此，以一段進行分析：

在進行書寫匹配規(guī)則時，可以將每段的取值分為4個區(qū)間。即0-99、100-199、200-249、250-255。

其正則匹配的表達式應為：

# 匹配 0-255的表達式書寫方法pattern &#61; re.compile(r&#39;([1-9]?\d|1\d\d|2[0-4]\d|25[0-5])&#39;)
# 匹配 0-255的表達式書寫方法
pattern = re.compile(r'([1-9]?\d|1\d\d|2[0-4]\d|25[0-5])')

以下作具體解釋

0-99：[1-9]?\d

問號(?)表示匹配0或1次，此表達式可以匹配0-99內(nèi)任意是數(shù)值。

100-199：1\d\d

第一位為1，第二位和第三位為0-9之間的任意數(shù)值。

200-249：2[0-4]\d

200-249范圍內(nèi)，第一位固定為2，第二位取值范圍為[0-4]，第三位為0-9之間任意數(shù)字，使用’\d’進行匹配。

250-255：25[0-5]

250-255范圍內(nèi)，前兩位固定為25，最后一位取值為[0-5]。

使用 | 符號，將四部分連接起來，即是一條完整的匹配0-255范圍的表達式：([1-9]?\d|1\d\d|2[0-4]\d|25[0-5])

此時應該已經(jīng)能夠理解，如何進行一段ip地址的匹配，再講解如何匹配完整的ip地址。

簡單理解就是(0-255).(0-255).(0-255).(0-255)。使用四段相同的表達式，并在四段表達式之間增加3個點(.)。

可將前三段ip值和三個點看作三部分，即每部分為(0-255).。

(0-255).的匹配表達式可書寫為(([1-9]?\d|1\d\d|2[0-4]\d|25[0-5])\.)，此表達式需要使用三次，因此可以寫成 (([1-9]?\d|1\d\d|2[0-4]\d|25[0-5])\.){3}

最終，匹配0.0.0.0-255.255.255.255的表達式如下所示：

# 匹配 0.0.0.0-255.255.255.255的表達式書寫方法
pattern = re.compile(r'(([1-9]?\d|1\d\d|2[0-4]\d|25[0-5])\.){3}([1-9]?\d|1\d\d|2[0-4]\d|25[0-5])')

下面作幾個測試用例（使用fullmatch）

In [1]: pattern.fullmatch('0.123.12.23')
Out[1]: <re.Match object; span=(0, 11), match='0.123.12.23'>
In [2]: pattern.fullmatch('192.168.0.1')
Out[2]: <re.Match object; span=(0, 11), match='192.168.0.1'>
In [3]: pattern.fullmatch('255.255.255.255')
Out[3]: <re.Match object; span=(0, 15), match='255.255.255.255'>
# 以上三個ip都屬于正常ip，因此能夠正確匹配
# -----------------------------------------------
# 以下兩個示例不是正確的ip，所以匹配不到，無輸出結果
In [4]: pattern.fullmatch('255.255.255.256')
In [5]: pattern.fullmatch('1255.255.255.255')

再使用search、match方法對以上兩個錯誤ip進行匹配測試。

In [11]: pattern.search('255.255.255.256')
Out[11]: <re.Match object; span=(0, 14), match='255.255.255.25'>
# 匹配結果為 255.255.255.25
In [12]: pattern.search('1255.255.255.255')
Out[12]: <re.Match object; span=(1, 15), match='255.255.255.25'>
# 匹配結果為 255.255.255.25
In [13]: pattern.match('255.255.255.256')
Out[13]: <re.Match object; span=(0, 14), match='255.255.255.25'>
# 匹配結果為 255.255.255.25
In [14]: pattern.match('1255.255.255.255')
# 無輸出結果
# -----------------------------------
# 請注意觀察以下示例的匹配結果
In [15]: pattern.search('257.127.0.0.1')
Out[15]: <re.Match object; span=(1, 11), match='57.127.0.0'>
In [16]: pattern.search('255.255.255.122.256')
Out[16]: <re.Match object; span=(0, 15), match='255.255.255.122'>

為何會出現(xiàn)上述結果？首先對于search、match、fullmatch進行一個對比：

方法	解釋
search	只匹配一次，查找整個字符串
match	只匹配一次，從開頭開始匹配
fullmatch	對字符串進行完整匹配

由于search匹配時，會查找整個字符串，然后返回滿足表達式的結果。

所以使用search方法進行匹配時，對于ip的第一個字段和最后一個字段出錯的情況下，會自動進行ip址的截取，盡量使結果滿足表達式的要求，但是這種結果并不是我們想要的。

match是從頭開始匹配，當ip地址的前三段都正確，而最后一個字段出錯時，也無法得出預期的結果。
fullmatch是完全匹配，因此字符串要完全滿足ip地址規(guī)則時，才會返回正確結果，ip地址有誤時，無輸出（輸出為None）。

當然，非要使用search和match進行匹配也是可以的,首先了解一下“零寬斷言”。

零寬斷言

用于查找特定內(nèi)容之前或之后的內(nèi)容，但并不包括特定內(nèi)容本身(零寬)。

類似于^、 $、 \b一樣的作用，指定某一位置需要滿足某些條件(斷言)。

表達式	說明
(?=exp)	匹配exp前面的位置（此位置后面是exp）
(?<=exp)	匹配exp后面的位置（此位置前面是exp）
(?!exp)	此位置后面不能是exp
(?<!exp)	此位置前面不能是exp

匹配ip地址時，不允許對不合法的地址進行截取以得到符合規(guī)則的ip地址，即是要求：匹配結果在原字符串中的位置之前和之后不能有被截取的點(.)和數(shù)字。

根據(jù)以上分析修改原有正則表達式，在原表達式的前面添加(?<![\.\d])，最后面添加(?![\.\d])，即修改之后完整的表達式為：

pattern = re.compile(r'(?<![\.\d])(([1-9]?\d|1\d\d|2[0-4]\d|25[0-5])\.){3}([1-9]?\d|1\d\d|2[0-4]\d|25[0-5])(?![\.\d])')

通過上面這條正則表達式，對之前錯誤的ip地址重新進行匹配驗證，

結果如下：

In [1]: import re
In [2]: pattern = re.compile(r'(?<![\.\d])(([1-9]?\d|1\d\d|2[0-4]\d|25[0-5])\.){3}([1-9]?\d|1\d\d|2[0-4]\d|25[0-5])(?![\.\d])')
# 以下各語句執(zhí)行后都無輸出結果，說明正則匹配不成功，ip地址不合法
In [11]: pattern.search('255.255.255.256')
In [12]: pattern.search('1255.255.255.255')
In [13]: pattern.match('255.255.255.256')
In [14]: pattern.match('1255.255.255.255')
In [15]: pattern.search('257.127.0.0.1')
In [16]: pattern.search('255.255.255.122.256')