【C言語】IPアドレスの妥当性を検証するプログラムの作成方法

この記事では、C言語を使ってIPアドレスの妥当性を検証する方法を解説します。入力された文字列が正しいIPv4アドレスの形式に合致しているかどうかを、プログラムで自動的に判定します。

IPv4アドレスの形式

IPv4アドレスは「ドット・デシマル記法」と呼ばれる形式で表現されます。これは、0から255までの範囲にある10進数4つを、3つのドット（.）で区切って表記するものです。

有効なIPアドレスの例：192.168.4.1

IPアドレスを検証する手順

• ドット「.」を区切り文字として、文字列（IPアドレス）をトークンに分割する
• 部分文字列に数値以外の文字が1つでも含まれていれば、無効（false）を返す
• 各トークンの数値が0〜255の範囲外であれば、無効（false）を返す
• ドットがちょうど3つ、かつ部分文字列が4つであれば、有効なIPアドレスと判定する

サンプルコード

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>

int validate_number(char *str) {
    while (*str) {
        if (!isdigit(*str)) { // 数値以外の文字なら 0 を返す
            return 0;
        }
        str++; // 次の文字へ進む
    }
    return 1;
}

int validate_ip(char *ip) { // IPアドレスが有効かどうかを判定
    int i, num, dots = 0;
    char *ptr;
    if (ip == NULL)
        return 0;
    ptr = strtok(ip, "."); // ドットを区切り文字として文字列を分割
    if (ptr == NULL)
        return 0;
    while (ptr) {
        if (!validate_number(ptr)) // 部分文字列が数値のみか確認
            return 0;
        num = atoi(ptr); // 部分文字列を数値に変換
        if (num >= 0 && num <= 255) {
            ptr = strtok(NULL, "."); // 文字列の次の部分を取得
            if (ptr != NULL)
                dots++; // ドットのカウントを増やす
        } else
            return 0;
    }
    if (dots != 3) // ドットの数が3でなければ 0 を返す
        return 0;
    return 1;
}

int main() {
    char ip1[] = "192.168.4.1";
    char ip2[] = "172.16.253.1";
    char ip3[] = "192.800.100.1";
    char ip4[] = "125.512.100.abc";
    validate_ip(ip1) ? printf("Valid\n") : printf("Not valid\n");
    validate_ip(ip2) ? printf("Valid\n") : printf("Not valid\n");
    validate_ip(ip3) ? printf("Valid\n") : printf("Not valid\n");
    validate_ip(ip4) ? printf("Valid\n") : printf("Not valid\n");
}

実行結果

Valid
Valid
Not valid
Not valid

コードの解説

このプログラムは、大きく分けて2つの検証関数で構成されています。

validate_number関数

引数として受け取った文字列を1文字ずつ走査し、isdigit()を使ってすべての文字が数字であるかを確認します。数字以外の文字が1つでも見つかった時点で0（無効）を返します。

validate_ip関数

strtok()を使ってIPアドレスの文字列をドットごとに分割し、各部分をvalidate_number()で検証した後、atoi()で数値に変換して0〜255の範囲内かをチェックします。さらにドットの個数をカウントしており、最終的にドットが3つ（＝4つの部分に分割されている）であることを確認して有効性を判定します。

テストケースについて

main関数では4つのテストケースを用意しています。「192.168.4.1」と「172.16.253.1」は正しい形式のため有効と判定されます。一方、「192.800.100.1」は800が255を超えているため、「125.512.100.abc」は512が範囲外であることに加え、英字「abc」が含まれているため、それぞれ無効と判定されます。