干货 | IPv6正则表达式攻略

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【摘要】

多个市场要求无线4G网管全面支持IPv6，在开发过程中，遇到大量需要做IPv6校验的地方，本文通过正则表达式解决IPv6校验的问题，来介绍正则表达式最基本的用法，帮助大家入门，打消对正则表达式的心理恐惧。

【关键词】

IPv6，正则表达式

 

1 背景

在学习正则表达式时，有一个美式笑话：

“Some people, when confronted with a problem, think “I know, I’ll use regular expressions.” Now they have two problems.”

当你意识到一个问题可以用正则表达式来解决时，你就有两个问题了，因为正则表达式本身就是一个big problem。2012年6月6日，全球范围内的IPv6网络正式启动，IPv6的应用已经是大势所趋。本文通过正则表达式解决IPv6校验的问题，来介绍正则表达式最基本的用法，帮助大家入门。

正则表达式（Regular expressions）本质上是一个微小的且高度专业化的编程语言，它被嵌入到高级语言中供程序员使用。正则表达式通过指定一些规则来描述那些你希望匹配的字符串集合，比如Email地址，IP地址。正则表达式的强大之处在于一些特殊符号的应用，特殊符号定义了字符集合、子组匹配、模式重复次数。如果没有这些特殊字符，正则表达式就和大多数文本编辑器中的Ctrl+F一样平庸，仅仅只是匹配纯字符而已。

 

2 实践情况 

2.1 正则表达式特殊字符说明

正则字符包括保留字（.   ^   $   *   +   ?   { }   [ ]  ( )  \   | ）和其它字符，下面列出最常用的正则表达式特殊字符的详细含义：

下边列举了由字符 '\' 和另一个字符组成的特殊含义。注意，'\' + 元字符的组合可以解除元字符的特殊功能

2.2 正则表达式特殊字符的4个角色

为方便记忆，可以按字符的功能，分为4个角色：

2.3 常用正则表达式

2.4 正则表达式在高级语言中的应用

以python中的re模块和java中的java.util.regex为例，做一个对比，展示正则表达式在高级语言中的一些常用用法。

2.5 IPv4表示法

IP地址的长度为32b(bit)，分为4段，每段8位，用十进制数字表示，每段数字范围为0~255，段与段之间用英文句点“.”隔开。例如：某台计算机IP地址为111.22.33.4。

分析IP地址的组成特点：250-255、200-249、0-199。 
这三种情况可以分开考虑： 

250-255：三位数，百位是2，十位是5，个位是0~5，用正则表达式可以写成：25[0-5] 

200-249：三位数，百位是2，十位是0~4，个位是0~9，用正则表达式可以写成：2[0-4]\d 

0-199：这个可以继续分拆: 

l 0-9：       一位数，个位是0~9，用正则表达式可以写成：\d 

l 10-99：   二位数，十位是1~9，个位是0~9，用正则表达式可以写成：[1-9]\d 

l 100-199：三位数，百位是1，十位是0~9，个位是0~9，用正则表达式可以写成：1\d{2}

于是0-99的正则表达式可以合写为[1-9]?\d，那么0-199用正则表达式就可以写成(1\d{2})|([1-9]?\d)，这样0~255的正则表达式就可以写成(25[0-5]|2[0-4]\d|((1\d{2})|([1-9]?\d))) 

最后，后面3段加上句点.可以使用{3}重复得到，得到IP地址的正则表达式，可以写成如下形式，2种均可：

2.6 IPv6表示法

IPv6的地址长度为128b（bit） ，是IPv4地址长度的4倍。采用十六进制表示。IPv6有3种表示方法：

分析IPv6地址的特点，可以归纳如下：

标准十六进制表示法（包括前导0省略）	纯数字格式：	([0-9A-Fa-f]{1,4}:){7}([0-9A-Fa-f]{1,4}|:)