描述
请解析IP地址和对应的掩码，进行分类识别。要求按照A/B/C/D/E类地址归类，不合法的地址和掩码单独归类。
所有的IP地址划分为 A,B,C,D,E五类
A类地址从1.0.0.0到126.255.255.255;
B类地址从128.0.0.0到191.255.255.255;
C类地址从192.0.0.0到223.255.255.255;
D类地址从224.0.0.0到239.255.255.255；
E类地址从240.0.0.0到255.255.255.255
私网IP范围是：
从10.0.0.0到10.255.255.255
从172.16.0.0到172.31.255.255
从192.168.0.0到192.168.255.255
子网掩码为二进制下前面是连续的1，然后全是0。（例如：255.255.255.32就是一个非法的掩码）
（注意二进制下全是1或者全是0均为非法子网掩码）
注意：
1. 类似于【0.*.*.*】和【127.*.*.*】的IP地址不属于上述输入的任意一类，也不属于不合法ip地址，计数时请忽略
2. 私有IP地址和A,B,C,D,E类地址是不冲突的
输入描述：
多行字符串。每行一个IP地址和掩码，用~隔开。
请参考帖子https://www.nowcoder.com/discuss/276处理循环输入的问题。
输出描述：
统计A、B、C、D、E、错误IP地址或错误掩码、私有IP的个数，之间以空格隔开。
示例1
输入：
10.70.44.68~255.254.255.0
1.0.0.1~255.0.0.0
192.168.0.2~255.255.255.0
19..0.~255.255.255.0
输出：
1 0 1 0 0 2 1
说明：
10.70.44.68~255.254.255.0的子网掩码非法，19..0.~255.255.255.0的IP地址非法，所以错误IP地址或错误掩码的计数为2；
1.0.0.1~255.0.0.0是无误的A类地址；
192.168.0.2~255.255.255.0是无误的C类地址且是私有IP；
所以最终的结果为1 0 1 0 0 2 1
示例2
输入：
0.201.56.50~255.255.111.255
127.201.56.50~255.255.111.255
输出：
0 0 0 0 0 0 0
说明：
类似于【0.*.*.*】和【127.*.*.*】的IP地址不属于上述输入的任意一类，也不属于不合法ip地址，计数时请忽略
解法
此题考察的是字符串的操作。按照如下顺序判断
l 是否需要忽略
l 判断IP是否非法
l 判断子网掩码是否非法
l 判断是否私有IP
l 判断IP的分类
同时需要注意，私有IP地址和A,B,C,D,E类地址是不冲突的，因此这一个IP地址可能被统计为私有地址，也可能是被统计为A,B,C,D,E类地址。
/*
* Copyright (c) waylau.com, 2022. All rights reserved.
*/
package com.waylau.nowcoder.exam.oj.huawei;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
import java.util.stream.Stream;
/**
* HJ18 识别有效的IP地址和掩码并进行分类统计.
* 输入描述：请解析IP地址和对应的掩码，进行分类识别。
* 要求按照A/B/C/D/E类地址归类，不合法的地址和掩码单独归类。
* 输入描述：多行字符串。每行一个IP地址和掩码，用~隔开。
* 输出描述：统计A、B、C、D、E、错误IP地址或错误掩码、私有IP的个数，之间以空格隔开。
*
* @author <a href="https://waylau.com">Way Lau</a>
* @since 2022-08-13
*/
public class HJ018IdentifiesValidIpAddressesAndMasks {
public static void main(String[] args) throws IOException {
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
// 输入总行数
// 以下变量代表A、B、C、D、E、错误IP地址或错误掩码、私有IP的个数
AtomicInteger a = new AtomicInteger(0);
AtomicInteger b = new AtomicInteger(0);
AtomicInteger c = new AtomicInteger(0);
AtomicInteger d = new AtomicInteger(0);
AtomicInteger e = new AtomicInteger(0);
AtomicInteger err = new AtomicInteger(0);
AtomicInteger p = new AtomicInteger(0);
// 输入总行数
Stream<String> lines = br.lines();
lines.forEach(line -> {
String[] lineSplit = line.split("~");
String ip = lineSplit[0];
String mask = lineSplit[1];
// 是否需要忽略
if (!isIgnoreIp(ip)) {
// 判断IP是否非法；
if (isIllegalIp(ip) || isIllegalIp(mask)) {
err.incrementAndGet();
} else if (isIllegalMask(mask)){ // 判断子网掩码是否非法
err.incrementAndGet();
} else {
// 私有IP地址和A,B,C,D,E类地址是不冲突的
// 一个IP地址可能被统计为私有地址，也可能是被统计为A,B,C,D,E类地址，
// 因此需要分开统计
// 判断是否私有IP
if (isPrivateIp(ip)) {
p.incrementAndGet();
}
// 判断IP的分类
String[] ipSegments = ip.split("\\.");
int firstSegment = Integer.valueOf(ipSegments[0]);
if ( 1<=firstSegment && firstSegment<=126) {
a.incrementAndGet();
} else if ( 128<=firstSegment && firstSegment<=191) {
b.incrementAndGet();
} else if ( 192<=firstSegment && firstSegment<=223) {
c.incrementAndGet();
} else if ( 224<=firstSegment && firstSegment<=239) {
d.incrementAndGet();
} else if ( 240<=firstSegment && firstSegment<=255) {
e.incrementAndGet();
} else {
// 忽略
}
}
}
});
// 输出
System.out.println(a + " " + b + " " + c + " " + d
+ " " + e + " " + err + " " + p);
br.close();
}
private static boolean isIgnoreIp(String ip) {
boolean isIgnoreIp = false;
String[] ipSegments = ip.split("\\.");
if (ipSegments[0].equals("0") || ipSegments[0].equals("127")) {
isIgnoreIp = true;
}
return isIgnoreIp;
}
private static boolean isIllegalIp(String ip) {
boolean isIllegalIp = false;
String[] ipSegments = ip.split("\\.");
for (int i = 0; i<ipSegments.length; i++) {
if(ipSegments[i].isEmpty()) {
isIllegalIp = true;
break;
} else {
int ipSegmentNumber = Integer.valueOf(ipSegments[i]);
if (ipSegmentNumber<0 || ipSegmentNumber>255) {
isIllegalIp = true;
}
}
}
return isIllegalIp;
}
private static boolean isIllegalMask(String mask) {
boolean isIllegalMask = false;
String[] ipSegments = mask.split("\\.");
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < ipSegments.length; i++) {
String binaryString = Integer.toBinaryString(
Integer.valueOf(ipSegments[i]));
// 不足8位前面补齐0
while (binaryString.length() < 8) {
binaryString = "0".concat(binaryString);
}
sb.append(binaryString);
}
// 32位二进制数中需要同时存在0和1，且不存在01
if (sb.toString().contains("1")
&& sb.toString().contains("0")
&& !sb.toString().contains("01")) {
isIllegalMask = false;
} else {
isIllegalMask = true;
}
return isIllegalMask;
}
private static boolean isPrivateIp(String ip) {
boolean isPrivateIp = false;
String[] ipSegments = ip.split("\\.");
// 私网IP范围是：
// 从10.0.0.0到10.255.255.255
// 从172.16.0.0到172.31.255.255
// 从192.168.0.0到192.168.255.255
if (ipSegments[0].equals("10")
|| (ipSegments[0].equals("172")
&& Integer.valueOf(
ipSegments[1]) >= 16
&& Integer.valueOf(
ipSegments[1]) <= 31)
|| (ipSegments[0].equals("192")
&& ipSegments[1].equals("168"))) {
isPrivateIp = true;
}
return isPrivateIp;
}
}
参考引用
- 本系列归档至https://github.com/waylau/nowcoder-exam-oj
- 《Java 数据结构及算法实战》：https://github.com/waylau/java-data-structures-and-algorithms-in-action
- 《数据结构和算法基础（Java 语言实现）》（柳伟卫著，北京大学出版社出版）：https://item.jd.com/13014179.html
京公网安备 11010502036488号