[网络协议]HJ18 识别有效IP地址和掩码并进行分类统计

题目

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1.0.0.0~126.255.255.255; B类地址128.0.0.0~191.255.255.255; C类地址192.0.0.0~223.255.255.255; D类地址224.0.0.0~239.255.255.255； E类地址240.0.0.0~255.255.255.255
私网IP范围是： 10.0.0.0-10.255.255.255 172.16.0.0-172.31.255.255 192.168.0.0-192.168.255.255
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。 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

思路分析：

1. 切割字符串（以‘~’为切割符），获取IP和子网掩码（mask），（接下来将以 10.70.44.68_{255.254.255.0为例），将10.70.44.68}255.254.255.0分为IP:10.70.44.68，mask:255.254.255.0
2. 将IP和mask切割（以’.'为切割符），并转化为整型，例如将IP：10.70.44.68 分为 10 70 44 68 ；mask：255.254.255.0分为 255 254 255 0
3. 判断IP第一段是否为0或127
4. 判断mask是否合法：
   mask合法条件：
   1、mask是否为4段
   2、mask为二进制下前面是连续的1，然后全是0

5.mask 合法的情况下，判断IP是否合法，合法则分类统计A、B、C、D、E五类以及私有地址

C++代码实现

#include<iostream>
#include<vector>

using namespace std;

vector<int> toint(string str);
int stoint(string str);
bool isMask(vector<int> mask);

int main(){
    vector<int> res(7,0);
    string str;
    
    while(cin>> str){
        int len = 0;
        vector<string> tmp;
        string sIp,sMask;
        
        for(int i = 0;i < str.size();i++){
            while(str[i] != '~' && i < str.size()){
                i++;
                len++;
            }
            string s = str.substr(i-len,len);
            tmp.push_back(s);
            len = 0;
        }
        sIp = tmp[0];
        sMask = tmp[1];
        
        vector<int> ip,mask;
        
        ip = toint(sIp);
        mask = toint(sMask);
        
        if(ip[0] == 0 || ip[0] == 127){
            continue;
        }
        
        if(isMask(mask)){
            if(ip.size() != 4){
                res[5]++;
            }else if(ip[1] >= 0 && ip[1] <= 255 && 
                     ip[2] >= 0 && ip[2] <= 255 &&
                     ip[3] >= 0 && ip[3] <= 255 ){
                
                if(ip[0] >=1 && ip[0] <= 126){//A类IP
                    res[0]++;
                    if(ip[0] == 10){//私有IP
                        res[6]++;
                    }
                }else if(ip[0] >= 128 && ip[0] <= 191){//B类IP
                    res[1]++;
                    if(ip[0] == 172 && ip[1] >= 16 && ip[1] <= 31){//私有IP
                        res[6]++;
                    }
                }else if(ip[0] >= 192 && ip[0] <= 223){//C类IP
                    res[2]++;
                    if(ip[0] == 192 && ip[1] == 168){//私有IP
                        res[6]++;
                    }
                }else if(ip[0] >= 224 && ip[0] <= 239){//D类IP
                    res[3]++;
                }else if(ip[0] >= 240 && ip[0] <= 255){//E类IP
                    res[4]++;
                }
            }
            
        }else{
            res[5]++;
        }
    }
    for(int i = 0; i< 7; i++){
        if(i == 6){
            cout<<res[i]<<endl;
        }else{
            cout<<res[i]<<' ';
        }

    }
}

vector<int> toint(string str){
    int len = 0;
    vector<int> res;
    
    for(int i = 0;i<str.size();i++){
        while(str[i] != '.' &&  i < str.size()){
            i++;
            len++;
        }
        
        string nums = str.substr(i-len,len);
        if(len != 0){
            int num = stoint(nums);
            res.push_back(num);
        }
        len = 0;
    }
    return res;
}

int stoint(string str){
    int res = 0;
    for(int i = 0; i< str.size();i++){
        res = res*10 + str[i]-'0';
    }
    return res;
}

bool isMask(vector<int> mask){
    
    if(mask.size() != 4){
        return false;
    }
    
    if(mask[0] == 255){
        if(mask[1] == 255){
            if(mask[2] ==255){
                //7个1 .. 0个1
                if(mask[3] == 254 ||mask[3] == 252 || mask[3] == 248 ||
                   mask[3] == 240 || mask[3] ==224 || mask[3] == 192 ||
                  mask[3] == 128 || mask[3] == 0){
                    return true;
                }else{
                    return false;
                }
            }else{
                 if(mask[2] == 254 ||mask[2] == 252 || mask[2] == 248 ||
                   mask[2] == 240 || mask[2] ==224 || mask[2] == 192 ||
                  mask[2] == 128 || mask[2] == 0){
                     if(mask[3] == 0){
                         return true;
                     }else{
                         return false;
                     }
                 }
            }
        }else{
            if(mask[1] == 254 ||mask[1] == 252 || mask[1] == 248 ||
               mask[1] == 240 || mask[1] ==224 || mask[1] == 192 ||
               mask[1] == 128 || mask[1] == 0){
                if(mask[3] == 0 && mask[2] == 0){
                    return true;
                }else{
                    return false;
                }
            }
        }
    }else{
        if(mask[0] == 254 ||mask[0] == 252 || mask[0] == 248 ||
           mask[0] == 240 || mask[0] ==224 || mask[0] == 192 ||
           mask[0] == 128 ){
            if(mask[3] == 0 && mask[2] == 0 && mask[1] == 0){
                return true;
            }else{
                return false;
            }
        }
    }
    return false;
}