C语言pcre库的使用及验证IP地址的合法性
PCRE是一个用C语言编写的正则表达式函数库，它十分易用，同时功能也很强大，性能超过了POSIX正则表达式库和一些经典的正则表达式库，在使用PCRE库时，首先肯定是需要安装pcre的，不过一般的系统都会有自带的PCRE库。不过如果想使用最新版本的话，也可以自已下载一个安装包。或者去官网上下载http://www.pcre.org/
PCRE的常用函数简介
这里只介绍了两个常用的接口函数，另外的可通过PCRE源码文档进行了解。使用PCRE主要是使用下面介绍的这两个函数。
pcre_compile
pcre *pcre_compile(const char *pattern, int options, const char **errptr, int *erroffset, const unsigned char *tableptr)
功能：将一个正则表达式编译成一个内部表示，在匹配多个字符串时，可以加速匹配。其同pcre_compile2功能一样只是缺少一个参数errorcodeptr。
参数说明：
pattern 正则表达式
options 为0，或者其他参数选项
errptr 出错消息
erroffset 出错位置
tableptr 指向一个字符数组的指针，可以设置为空NULL。
pcre_exec
int pcre_exec(const pcre *code, const pcre_extra *extra, const char *subject, int length, int startoffset, int options, int *ovector, int ovecsize)
功能：使用编译好的模式进行匹配，采用与Perl相似的算法，返回匹配串的偏移位置。
参数说明：
code 编译好的模式
extra 指向一个pcre_extra结构体，可以为NULL
subject 需要匹配的字符串
length 匹配的字符串长度（Byte）
startoffset 匹配的开始位置
options 选项位
ovector 指向一个结果的整型数组
ovecsize 数组大小。
PCRE在C语言中实现正则表达式的解析
上述讲了上面两个PCRE函数的介绍，目的还是为了能够运用上，所以这里就先讲解下使用PCRE的过程。主要过程分三步走第一步编译正则表达式；第二匹配正则表达式；第三步释放正则表达式。
编译正则表达式
为了提高效率，在将一个字符串与正则表达式进行比较之前，首先要用pcre_compile() /pcre_compile2() 函数对它时行编译，转化成PCRE引擎能够识别的结构（struct real_pcre）。
匹配正则表达式
一旦用函数pcre_compile() /pcre_compile2()成功地编译了正则表达式，接下来就可以调用pcre_exec（）函数完成模式匹配。根据正则表达式到指定的字符串中进行查找和匹配,并输出匹配的结果。
释放正则表达式
无论什么时候，当不再需要已经编译过的正则表达式时，都应该调用函数free()将其释放，以免产生内在泄漏。
常用正则表达式
校验数字的表达式
数字：^[0-9]*$
n位的数字：^\d{n}$
至少n位的数字：^\d{n,}$
m-n位的数字：^\d{m,n}$
零和非零开头的数字：^(0|[1-9][0-9]*)$
非零开头的最多带两位小数的数字：^([1-9][0-9]*)+(\.[0-9]{1,2})?$
带1-2位小数的正数或负数：^(\-)?\d+(\.\d{1,2})$
正数、负数、和小数：^(\-|\+)?\d+(\.\d+)?$
有两位小数的正实数：^[0-9]+(\.[0-9]{2})?$
有1~3位小数的正实数：^[0-9]+(\.[0-9]{1,3})?$
非零的正整数：^[1-9]\d*$ 或 ^([1-9][0-9]*){1,3}$ 或 ^\+?[1-9][0-9]*$
非零的负整数：^\-[1-9][]0-9"*$ 或 ^-[1-9]\d*$
非负整数：^\d+$ 或 ^[1-9]\d*|0$
非正整数：^-[1-9]\d*|0$ 或 ^((-\d+)|(0+))$
非负浮点数：^\d+(\.\d+)?$ 或 ^[1-9]\d*\.\d*|0\.\d*[1-9]\d*|0?\.0+|0$
非正浮点数：^((-\d+(\.\d+)?)|(0+(\.0+)?))$ 或 ^(-([1-9]\d*\.\d*|0\.\d*[1-9]\d*))|0?\.0+|0$
正浮点数：^[1-9]\d*\.\d*|0\.\d*[1-9]\d*$ 或 ^(([0-9]+\.[0-9]*[1-9][0-9]*)|([0-9]*[1-9][0-9]*\.[0-9]+)|([0-9]*[1-9][0-9]*))$
负浮点数：^-([1-9]\d*\.\d*|0\.\d*[1-9]\d*)$ 或 ^(-(([0-9]+\.[0-9]*[1-9][0-9]*)|([0-9]*[1-9][0-9]*\.[0-9]+)|([0-9]*[1-9][0-9]*)))$
浮点数：^(-?\d+)(\.\d+)?$ 或 ^-?([1-9]\d*\.\d*|0\.\d*[1-9]\d*|0?\.0+|0)$
校验字符的表达式
汉字：^[\u4e00-\u9fa5]{0,}$
英文和数字：^[A-Za-z0-9]+$ 或 ^[A-Za-z0-9]{4,40}$
长度为3-20的所有字符：^.{3,20}$
由26个英文字母组成的字符串：^[A-Za-z]+$
由26个大写英文字母组成的字符串：^[A-Z]+$
由26个小写英文字母组成的字符串：^[a-z]+$
由数字和26个英文字母组成的字符串：^[A-Za-z0-9]+$
由数字、26个英文字母或者下划线组成的字符串：^\w+$ 或 ^\w{3,20}$
中文、英文、数字包括下划线：^[\u4E00-\u9FA5A-Za-z0-9_]+$
中文、英文、数字但不包括下划线等符号：^[\u4E00-\u9FA5A-Za-z0-9]+$ 或 ^[\u4E00-\u9FA5A-Za-z0-9]{2,20}$
可以输入含有^%&',;=?$\"等字符：[^%&',;=?$\x22]+
禁止输入含有~的字符：[^~\x22]+
校验IPV4的地址合法性
pcre_test.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pcre.h>
#include <string.h>
#define OVERCOUNT 128
#define IP_NUM 20
/*
功能：校验IPV4的地址合法性
输出参数：地址合法则返回0，否则返回-1
*/
int check_if_ipv4_valid(char *ipv4)
{
//利用正则表达式去判断IP地址是否合法
pcre *re = NULL;
int erroffset = 0;
const char *errptr=NULL;
int overtor[OVERCOUNT] = {0};
// 将要被编译的字符串形式的正则表达
char ipv4_regular_expression[] = "^((25[0-5]|2[0-4]\\d|[01]?\\d\\d?)\\.){3}(25[0-5]|2[0-4]\\d|[01]?\\d\\d?)$";
if ((re = pcre_compile(ipv4_regular_expression,PCRE_CASELESS,&errptr,&erroffset,NULL)) ==NULL)
{
return -1;
}
if (pcre_exec(re,NULL,ipv4,strlen(ipv4),0,0,overtor,OVERCOUNT) > 0)
{
return 0;
}
pcre_free(re); // 编译正则表达式re 释放内存
return -1;
}
int main(int argc, char **argv)
{
char IP[IP_NUM];
printf("Input IPADDR\n");
fgets(IP,sizeof(IP),stdin);
if (0 == check_if_ipv4_valid(IP))
{
printf("IP legal\n");
}
else
{
printf("IP illegal\n");
}
}
编译运行
从上面我们可以看到PCRE库的使用相对简单，首先执行pcre_compile()函数将模式编译为pcre数据结构，接下来就可以调用pcre_exec（）函数完成模式匹配。根据正则表达式到指定的字符串中进行查找和匹配，并输出匹配的结果。还有要记得编译的时候要加上 -lpcre
总结
学习正则表达式的最好方法是从例子开始，理解例子之后再自己对例子进行修改，实验。还有就是，如果你不觉得正则表达式很难读写的话，不妨找一种工具对正则表达式进行测试是否正确，这是很有必要的。例如：正则测试器 Regex Tester