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问题
求两个 IP 地址之间的 IP 个数，例如 192.18.16.1~192.18.16.5，2001:DB8:0000:0023:0008:0800:200C:417C~2001:DB8:0:23:8:800:200C:417D 之间的 IP 个数？
算法
import java.math.BigInteger;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class IPCount {
/**
* IPv4 地址转换成数字
* @param ip
*/
public long ipv4ToNumber(String ip) {
long rs = 0;
if (ip == null || ip.isEmpty()) {
return rs;
}
String[] ips = ip.split(“\\.”);
for (int i = 0; i < ips.length; i++) {
rs += Integer.parseInt(ips[i]) * Math.pow(256, (3 – i));
}
return rs;
}
/**
* 数字转换成 IPv4 地址
* @param number
* @return
*/
public String numberToIpv4(long number) {
String ip = “”;
List<String> ips = new ArrayList<String>();
for (int i = 0; i < 8; i++) {
ips.add(String.valueOf(number % 256));
number = number >> 8;
}
for (int i = ips.size() – 1; i >= 0; i–) {
ip = ip.concat(ips.get(i));
if (i > 0) {
ip = ip.concat(“.”);
}
}
return ip;
}
/**
* IPv6 地址转换成数字
* @param ip
* @return
*/
public BigInteger ipv6ToNumber(String ip) {
String[] ips = ip.split(“:”);
BigInteger rs = new BigInteger(“0”);
for (int i = 0; i < ips.length; i++) {
BigInteger a = BigInteger.valueOf(Integer.parseInt(ips[i], 16));
BigInteger b = BigInteger.valueOf(65536).pow(7 – i);
BigInteger c = a.multiply(b);
rs = rs.add(c);
}
return rs;
}
/**
* 数字转换成 IPV6 地址
* @param number
* @return
*/
public String numberToIpv6(BigInteger number) {
String ip = “”;
List<String> ips = new ArrayList<String>();
for (int i = 0; i < 8; i++) {
ips.add(Integer.toHexString(number.divideAndRemainder(BigInteger.valueOf(65536))[1].intValue()));
number = number.shiftRight(16);
}
for (int i = ips.size() – 1; i >= 0; i–) {
ip = ip.concat(ips.get(i));
if (i > 0) {
ip = ip.concat(“:”);
}
}
return ip;
}
/**
* 查找两个 IP 地址之间的 IP
* @param startIp
* @param endIp
* @return
*/
public List<String> findIPs(String startIp, String endIp) {
BigInteger startNumber = this.ipv6ToNumber(startIp);
BigInteger endNumber = this.ipv6ToNumber(endIp).add(BigInteger.valueOf(1));
List<String> ips = new ArrayList<String>();
while (startNumber.compareTo(endNumber) < 0) {
ips.add(this.numberToIpv6(startNumber));
startNumber = startNumber.add(BigInteger.valueOf(1));
}
return ips;
}
}
原理
无论是 IPV4 还是 IPV6，它们其实都是对应整数值，但是为了方面人的理解和分析，对这个整数采用了某种格式化的方式进行表示，比如 IPV4 是一个 32 的整数，采用点分十进制的格式表示，IPV6 是一个 128 位的整数，采用冒分十六进制的个数表示，也就是说对于一个给定的 32 位整数，可以转换成一个 IP 地址，同样，对于一个给定的 IP 地址，可以转换成一个 32 位的整数，所以计算两个 IP 地址之间的个数或者 IP，其实就是计算两个整数之间有多少个整数只是 IPV6 对应一个 128 位的整数，所以使用 Java 基本的数据类型 long 是无法存储这么多位的数据的，需要采用了 BigInteger
