Java判断IPv4地址是否合法【A-B-C和广播类地址】

た入场券 2022-12-11 07:57 21阅读 0赞

题目：如何判断一个IP是否是合法的IP

输入IP地址，输出：合法或者非法

192.168.1.0 //合法
    192.168.1.1222 //非法
    .1.2.3.4 //非法
    1.2.3.4. //非法
    1.2.3.4 //合法
    255.255.255.255 //合法
    255.0.0.0 //合法
    a.b.c.d //非法

解答：先了解IP的格式，它的形式应该为：`(1~255).(0~255).(0~255).(0~255)`。**一定要考虑到A-B-C和广播类地址**。

那么可以有**两种方法实现**

*  基于字符串的处理
 *  正则表达式来判断

### 放入字符数组，切割字符串判断 ###

【A-B-C-广播地址等都要考虑】

1.  输入的IP是否为空
2.  长度是否在\[7, 15\]位之间(x.x.x.x – xxx.xxx.xxx.xxx)
3.  首尾是否为`'.'`
4.  通过转义`("\\.")`后,切出来放入数组的每一部分`ss[i]`长度是否为4
5.  每个元素是否都是数字字符(**前导0不合法**)
6.  用Integer.parseInt(a\[i\])转换成数字后判断第一个元素是否为0（`0.xx.xx.xx`不能成立）
7.  `(1~255).(0~255).(0~255).(0~255)`【广播地址考虑】第一段不能是0开头，可以全是255 (组播 多播：224.0.0.0–239.255.255.255)

public class _01_IPJudge { 
        public static boolean isIP(String s) { 
            // 1.检查ip是否为空, 检查ip长度，最短为：x.x.x.x(7位)，最长为：xxx.xxx.xxx.xxx(15位)
            if (s == null || s.length() < 7 || s.length() > 15) { 
                return false;
            }
            //2.首尾字符判断是否为.（.x.x.x或x.x.x.x.）
            if (s.charAt(0) == '.' || s.charAt(s.length() - 1) == '.') { 
                return false;
            }
            //3. 按"."分割字符串，并判断分割出来的个数，如果不是4个，则是非法IP
            String[] ss = s.split("\\.");
            if (ss.length != 4) return false;
            //4. 对分割得到的每个字符串的每个字符进行逐一判断，如果不是数字0-9，则判定为非法IP
            for (int i = 0; i < ss.length; i++) { 
                // 前导0 IP不合法, 如: 01.002.03.004
                if (ss[i].length() > 1 && ss[i].charAt(0) == '0') { 
                    return false;
                }
                for (int j = 0; j < ss[i].length(); j++) { 
                    if (ss[i].charAt(j) < '0' || ss[i].charAt(j) > '9') { 
                        return false;
                    }
                }
            }
    
            //5.对拆分的每一个字符串进行转换成数字，并判断是否在 0~255之间
            for (int i = 0; i < ss.length; i++) { 
                int temp = Integer.parseInt(ss[i]);
                //用Integer.parseInt(a[i])转换成数字后判断第一个元素是否为0（0.xx.xx.xx不能成立）
                // 第一组数范围为[1-255]
                if (i == 0) { 
                    if (temp < 1 || temp > 255) { 
                        return false;
                    }
                }
                //判断后三位元素是否在 0-255之间
                if (temp < 0 || temp > 255) return false;
            }
            return true;
        }
    
        public static void main(String[] args) { 
            System.out.print("请输入IP地址: ");
            Scanner in = new Scanner(System.in);
            String ip = "";
            while (in.hasNext()) { 
                ip = in.next();
                if (isIP(ip)) { 
                    System.out.println("IP合法");
                } else { 
                    System.err.println("IP非法!");
                }
            }
        }
    }

【隐藏的坑】

1.  如果输入**以小数点开头的非法IP**，如：`.x.x.x.`或者`.x.x.xx`，编译运行后，在`int temp = Integer.parseInt(arr[i])`一行会有一个**NumberFormatExceptin**报错；
2.  如果输入以小数点结尾的非法IP，如：`x.x.x.x.`，最终得到的结果为“合法”；
3.  如果输入带0开头的IP，如：`0x.0xx.0x.00x`，最终得到的结果为“合法”；

*  问题(1)：仔细分析是由于Java的`split()`方法截取时出的问题。如果输入为：`.x.x.x.`或者`.x.x.xx`的时候，split后得到的数组为`arr[4]={“”,”x”, “x”, “x”}`和`arr[4]={“”,”x”, “x”, “xx”}`，就会使得后面对字符串转型时的int temp = Integer.parseInt(arr\[i\])那行报错NumberFormatException;
 *  问题(2)：如果输入为：`x.x.x.x.`，split后得到的数组为`arr[4]={“x”,”x”, “x”, “x”}`，而不会是`arr[4]={“x”,”x”, “x”, “x”, “”}`，根据后面的判断方法，会将此非法IP判定为合法IP。
 *  问题(3)：这是因为`0xx`，在Integer.parseInt()转型时会**忽略掉**这个0的，因此会通过判定，最后得到认为它是合法的IP。

解决方法：问题(1)(2)需要在截取字符串之前，对输入的字符串的首末字符进行判断，如果是小数点`”.”`，则判定为非法IP。问题(3)可以在第4步中加入判断，如果分割得到的每个字符串不是一位字符且以”0”开头，则判断为非法IP

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【split()方法验证】

*  Integer.parseInt会忽略前导0
 *  split()切割时 `'.'` 开头会报NumberFormatException
 *  `'.'` 结尾会忽略

public static void main(String[] args) { 
            String s = "001.002.3.04.";
            //Integer.parseInt会忽略前导0
            // split()切割时 '.' 开头会报NumberFormatException
            // '.' 结尾会忽略
            String[] arr = s.split("\\.");
            for (int i = 0; i < arr.length; i++) { 
                System.out.println(Integer.parseInt(arr[i]));
            }
        }

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### 正则 ###

public class _01_IPJudge_expression { 
        public static boolean isIpLegal(String ipStr) { 
            //ip地址范围：(1~255).(0~255).(0~255).(0~255)
            String ipRegEx = "^([1-9]|([1-9][0-9])|(1[0-9][0-9])|(2[0-4][0-9])|(25[0-5]))(\\.([0-9]|([1-9][0-9])|(1[0-9][0-9])|(2[0-4][0-9])|(25[0-5]))){3}$";
            Pattern pattern = Pattern.compile(ipRegEx);
            Matcher matcher = pattern.matcher(ipStr);
            if (matcher.matches()) { 
                return true;
            } else { 
                return false;
            }
        }
    
        public static void main(String[] args) { 
            Scanner in = new Scanner(System.in);
            String ip = "";
            while (in.hasNext()) { 
                ip = in.next();
                if (isIpLegal(ip)) { 
                    System.out.println("IP合法");
                } else { 
                    System.err.println("IP非法!");
                }
            }
        }
    }