HJ18 识别有效的IP地址和掩码并进行分类统计

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题目要点：#

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。

输出：统计A、B、C、D、E、错误IP地址或错误掩码、私有IP的个数

一些需要注意的细节
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，计数时可以忽略
私有IP地址和A,B,C,D,E类地址是不冲突的，也就是说需要同时+1
如果子网掩码是非法的，则不再需要查看IP地址
全零【0.0.0.0】或者全一【255.255.255.255】的子网掩码也是非法的

思路#

按行读取输入，根据字符‘~’ 将IP地址与子网掩码分开
查看子网掩码是否合法。

合法，则继续检查IP地址
非法，则相应统计项+1，继续下一行的读入

查看IP地址是否合法

合法，查看IP地址属于哪一类，是否是私有ip地址；相应统计项+1
非法，相应统计项+1

具体实现#

判断IP地址是否合法，如果满足下列条件之一即为非法地址

数字段数不为4
存在空段，即【192..1.0】这种
某个段的数字大于255

判断子网掩码是否合法，如果满足下列条件之一即为非法掩码

不是一个合格的IP地址
在二进制下，不满足前面连续是1，然后全是0
在二进制下，全为0或全为1

如何判断一个掩码地址是不是满足前面连续是1，然后全是0？

将掩码地址转换为32位无符号整型，假设这个数为b。如果此时b为0，则为非法掩码
将b按位取反后+1。如果此时b为1，则b原来是二进制全1，非法掩码
如果b和b-1做按位与运算后为0，则说明是合法掩码，否则为非法掩码

代码#


#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include<sstream>
using namespace std;

bool judge_ip(string ip){
    //不是合法地址：1. 不为四段 2.有空段 3.某段的数字大于255
    istringstream is(ip);
    string s;
    vector<int> vec;
    int j = 0;
    while(getline(is, s,'.')){
        if(++j > 4 || s.empty() || stoi(s) > 255)
            return false;
    }
    return j == 4;
}

bool judge_mask(string mask){
    istringstream is(mask);
    string s;
    vector<int> vec;
    unsigned int j = 0;
    while(getline(is, s,'.')){
        j = (j << 8) + stoi(s);
    }
    if(!j) return false;
    j = ~j + 1;
    if(j == 1) return false;
    if((j & (j-1)) == 0) return true;
    return false;
}

bool isprivate(string ip){
    istringstream is(ip);
    string tmp;
    vector<int> v;
    while(getline(is,tmp,'.')){
        v.push_back(stoi(tmp));
    }
    if(v[0] == 10) return true;
    if(v[0] == 172 && (v[1] >= 16 && v[1] <= 31)) return true;
    if(v[0] == 192 && v[1] == 168) return true;
    return false;
}

int main() {
    string tmp;
    int a = 0,b = 0,c = 0,d = 0,e = 0,err = 0,p = 0;
    while(cin >> tmp){
        istringstream is(tmp);
        string s;
        vector<string> vec;
        while(getline(is,s,'~')) vec.push_back(s);
        int first = stoi(vec[0].substr(0,vec[0].find_first_of('.')));
        if(first == 0 || first == 127) continue;
        else if(!judge_ip(vec[1]) || !judge_mask(vec[1])) err++;
        else{
            if(!judge_ip(vec[0])) err++;
            else{
                if(isprivate(vec[0])) p++;
                if(first > 0 && first <127) a++;
                else if(first > 127 && first <192) b++;
                else if(first > 191 && first <224) c++;
                else if(first > 223 && first <240) d++;
                else if(first > 239 && first <256) e++;
            }
        }
    }
    cout << a << " " << b << " " << c << " " << d << " " << e << " " << err << " " << p << endl;
    return 0;
}
// 64 位输出请用 printf("%lld")