华为机试HJ18 识别有效的IP地址和掩码并进行分类统计

首先看一下题

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        

一、问题分析

1.解析IP地址和对应的掩码，进行分类识别。

2.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。

3.一共有五类IP地址

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的范围：

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

4.子网掩码为二进制下前面是连续的1，然后全是0。

举例说明255.255.255.32是一个非法的掩码

因为它的二进制是11111111.11111111.1111111.00100000

不是全都连续

5.题目还提及了二进制下全是1或者全是0均为非法子网掩码

也就是说255.255.255.255和0.0.0.0是非法子网掩码

6.提及了两个注意的点

①类似于0.*.*.*和127.*.*.*的IP地址不属于上述输入的任何一类，也不属于不合法ip地址，计数时忽略

②私有IP地址和A，B，C，D，E类地址是不冲突的（也就是说一个地址他可以是A类私有也可是是A类公有）

7.输入描述：多行字符串，每行一个IP地址和掩码，用~隔开。

还提及了请参考帖子https://www.nowcoder.com/discuss/276处理循环输入的问题。

8.输出描述：统计A、B、C、D、E、错误IP地址或错误掩码、私有的IP的个数，之间以空格隔开。

9.通过读题我们的到题目大概的意思是输入一些IP和掩码，让我们来统计这些

IP和掩码的组合中A类地址，B类地址，C类地址，D类地址，E类地址，

错误的IP地址或错误掩码

以及私有的IP的个数

这些数字之间以空格隔开

10.我们来看一下示例1

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
这个输入输入了四条IP和掩码组合

第一条是A类地址，但是掩码前面的部分不是连续的1，所以这是一个不合法的掩码（单独归类）

第二条是一个A类地址，且掩码前面8位都是1，所以是一个合法的A类地址，但他不是一个A类私有地址
第三条是一个C类地址，他的前24位掩码都是1，所以是一个合法的C类地址，而且他还是一个C类私有地址

第四条IP地址是错误的，所以计入错误IP地址或错误掩码

所以我们有1个A类地址，0个B类地址，1个C类地址，0个D类地址，0个E类地址，2个错误IP地址或错误掩码，1个私有IP

所以我们输出1 0 1 0 0 2 1

再来看一下示例2

0.201.56.50~255.255.111.255
127.201.56.50~255.255.111.255
第一条符合0.*.*.*它不属于任何一类，也不属于不合法ip地址，所以清零

第二条符合127.*.*.*也不属于任何一类，所以清零

所以我们输出0 0 0 0 0 0 0

二、解题思路

1.首先我们需要定义一个s用来读取每一行的数据

每行的数据应该不超过

(3个数字*4组+4个点)*2 + 1个“~”符号 = 33个字符

2. 我们定义a,b,c,d,e用来存放这五类地址的个数,然后我们定义一个error来存放错误IP地址或错误掩码的个数,然后我们定义一个private存放私有IP的个数

3.我们逐行读取数据,并用strtok分割字符串,“~”左边的是IP,“~”右边的是子网掩码

4.我们将~左边的IP储存为char *ip,将~右边的子网掩码储存为char *subnetmask

5.首先我们对子网掩码进行判断

使用sscanf将子网掩码分成四个部分,sscan(subnetmask,“%d.%d.%d.%d", &s1, &s2, &s3, &s4)读取到四个整数变量中s1,s2,s3,s4

sscanf它的作用类似于scanf函数，但是sscanf是从给定的字符串str中读取数据，而scanf是从标准输入（通常是键盘）读取数据。

如果s1、s2、s3、s4全都是0或者全都是255那么证明这个子网掩码是错误的,我们不需要再检查ip地址了直接error++

如果s1、s2、s3、s4大于等于0小于等于255,那么我们开始检查他的前面是否全都是1,后面是否全都是0

(如果s1-4中任何一个部分小于0或者大于255那么也是错误掩码error++)

6.如果我们判断好子网掩码是正确的了,那么我们判断IP地址(否则直接error++不用判断IP)

同样用sscan,将ip地址分成四个部分,sscan(s,“%d.%d.%d.%d", &ip1, &ip2, &ip3, &ip4)读取到四个整数变量中ip1,ip2,ip3,ip4

首先我们判断ip1是否是0或者127,如果ip1等于0或者127那么我们直接continue,进入下一次循环(读取下一行数据)

然后我们判断ip1、ip2、ip3、ip4是否全都是大于0小于256,如果是的话我们接着判断(如果不是的话我们error++)

先判断ip地址属于五类ip中的哪一类,判断ip1是属于1-126,128-191,192-223,224-239,240-255哪一个部分,然后分别对应部分的字母++

比如ip1>=1 && ip1<= 126的情况下我们a++

然后我们在a类的情况中还需要判断ip1是否等于10,如果是我们private++

在b类的情况中我们判断ip1是否等于172,如果是我们再判断ip2是否大于等于16小于等于31如果是,我们private++

在c类的情况中我们判断ip1是否是192,如果是我们再判断ip2是否是168,如果是我们private++

7.然后打印我们的a,b,c,d,e,error,private.(以空格隔开)

三、具体步骤

使用的语言是C

1.我们#include <stdio.h>引入输入输出库可以调用scanf、sscanf和printf函数

2.我们#include <string.h>库可以使用strtok函数,分割我们的字符串

3.我们进入主程序int main()

4.我们char s[33];

5.我们将计数器初始化

int a = 0;

int b = 0;

int c = 0;

int d = 0;

int e = 0;

int error = 0;

int private = 0;

6.逐行扫描进来输入直到没有数据

while(scanf("%32s", s) != EOF)

7.读入ip和subnetmask

char *ip = strtok(s, "~");

char *subnetmask = strtok(NULL, "~");

然后我们对子网掩码进行判断,先将其四个部分分别取出

unsigned int s1, s2, s3, s4;

sscan(subnetmask,“%d.%d.%d.%d", &s1, &s2, &s3, &s4);

我们定义一个notValid = 0;用来记录如果子网掩码不合法的话就跳过ip地址检查

如果是全0或者全1的情况我们记录非法

if((s1 == 0 && s2 == 0 && s3 == 0 && s4 == 0) || (s1 == 255 && s2 == 255 && s3 == 255 && s4 == 255))

error++;

notValid = 1;

检查合法性

else if(s1 >= 0 && s1 <= 255 && s2 >= 0 && s2 <= 255 && s3 >= 0 && s3 <= 255 && s4 >=0 && s4 <= 255) 

如果合法,从第一位二进制开始检查是否是1,直到检查到0,如果之后全是0那么证明合法,如果之后又碰到了1那么这个子网掩码错误

我们先将这四个部分都放到一个整数mask中

unsigned int mask = (s1 << 24) | (s2 << 16) | (s3 << 8) | s4;

然后对mask进行检查,如果

位了方便我们检查我们定义一个int find0 = 0;表示我们是否在子网掩码中从做往右检查的过程中,找到了0

for(int front1 = 31; front1 >= 0; front1--)

if(!(mask & (1 << front1)))

如果我们发现了0,那么我们find0 = 1;

if(find0 == 1 && (mask & (1 << front1)))

如果我们发现了0之后,又发现了1那么我们这个子网掩码不合法

我们error++,并且break;跳出for循环

我们用同样的方法将ip地址的四个部分取出来

并进行ip地址分类

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main() {char s[33];int a = 0;int b = 0;int c = 0;int d = 0;int e = 0;int error = 0;int private = 0;while (scanf("%s", s) != EOF) {//printf("our input is: %s\n", s);char* ip = strtok(s, "~");char* subnetmask = strtok(NULL, "~");//printf("ip : %s\nsubnetmask : %s\n", ip, subnetmask);int s1, s2, s3, s4;if ((sscanf(subnetmask, "%d.%d.%d.%d", &s1, &s2, &s3, &s4)) != 4) {error++;continue;}//printf("test s1: %d\n", s1);//现在我们开始对ip进行分类识别int ip1, ip2, ip3, ip4;if ((sscanf(ip, "%d.%d.%d.%d", &ip1, &ip2, &ip3, &ip4)) != 4) {//读取有问题//printf("error reason4: reading problem, ip is not correct.\n");//printf("%s\n", ip);error++;continue;}//printf("after valid subnetmask the ip1 is%d\n", ip1);if (ip1 == 0 || ip1 == 127) continue;int notValid = 0;if ((s1 == 0 && s2 == 0 && s3 == 0 && s4 == 0) || (s1 == 255 && s2 == 255 &&s3 == 255 && s4 == 255)) {//printf("error reason1: subnetmask is all zero or one.\n");//printf("subnetmask is %d.%d.%d.%d\n", s1, s2, s3, s4);error++;notValid = 1;} else if (s1 >= 0 && s1 <= 255 && s2 >= 0 && s2 <= 255 && s3 >= 0 &&s3 <= 255 && s4 >= 0 && s4 <= 255)  {unsigned int mask = (s1 << 24) | (s2 << 16) | (s3 << 8) | s4;//printf("mask : %u\n",mask);int find0 = 0;for (int front1 = 31; front1 >= 0; front1--) {if (!(mask & (1 << front1))) { //如果碰到了0,我们记录一下find0 = 1;}if ((mask & (1 << front1)) &&(find0 == 1)) { //如果已经碰到过0之后又碰到1那证明这个子网掩码错误notValid = 1;//printf("error reason2:subnet mask is not consecutive one and zero\n");//printf("%u\n", mask);error++;//printf("the subnet mask in binary is:\n");// for (int i = 31; i >= 0; i--) {//     unsigned int bit = (mask >> i) & 1;//     printf("%u", bit);// }//printf("\n");//printf("this subnetmask is not valid!\n");break;}}} else {//printf("error reason3: subnet mask not in ordinary range\n");//printf("%d.%d.%d.%d\n", s1, s2, s3, s4);error++;}//这个时候我们可以通过notValid来判断子网掩码是否是错误的,只有子网掩码正确的情况下我们才判断ipif (notValid) continue;if (ip1 > 0 && ip1 <= 255 && ip2 >= 0 && ip2 <= 255 && ip3 >= 0 && ip3 <= 255 &&ip4 >= 0 && ip4 <= 255) { // 如果我们的ip地址合法if (ip1 >= 1 && ip1 <= 126) {a++;//printf("a++ the ip1 is %d, ip2 is %d\n", ip1, ip2);if (ip1 == 10) {private++;}} else if (ip1 >= 128 && ip1 <= 191) {b++;if (ip1 == 172) {if (ip2 >= 16 && ip2 <= 31) {private++;}}} else if (ip1 >= 192 && ip1 <= 223) {c++;if ((ip1 == 192) && (ip2 == 168)) {private++;}} else if (ip1 >= 224 && ip1 <= 239) {d++;} else if (ip1 >= 240 && ip1 <= 255) {e++;}} else {//printf("error reason5: ip is not in ordinary range.\n");//printf("%s\n", ip);error++;}//printf("\n");}printf("%d %d %d %d %d %d %d", a, b, c, d, e, error, private);
}

又写了一个放在function里的

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define VALIDIP(a, b, c, d) (a >= 0 && a <= 255 && b >= 0 && b <= 255 && c >= 0 && c <= 255 && d >= 0 && d <= 255 )int isMaskValid(char* subnetmask) {int s1, s2, s3, s4;unsigned int mask;unsigned int max = -1;if ((sscanf(subnetmask, "%d.%d.%d.%d", &s1, &s2, &s3, &s4)) != 4) {return 0;} else if (VALIDIP(s1, s2, s3, s4)) {mask = (s1 << 24) | (s2 << 16) | (s3 << 8) | s4;if (mask == 0 || mask == max) return 0;else {while (!(mask & 1)) {mask >>= 1;max >>= 1;}}} else {return 0;}return mask == max;
}void classifyIP(char* s, int* a, int* b, int* c, int* d, int* e, int* error,int* private) {char *ip = strtok(s, "~");char *subnetmask = strtok(NULL, "~");int i[4];if ((sscanf(ip, "%d.%d.%d.%d", &i[0], &i[1], &i[2], &i[3])) == 4) {if (VALIDIP(i[0], i[1], i[2], i[3])){if(i[0] == 0 || i[0] == 127) return;else if (isMaskValid(subnetmask)){if(i[0] < 127) {(*a)++;if(i[0] == 10) (*private)++;} else if(i[0] < 192){(*b)++;if(i[0] == 172 && i[1] == 31) (*private)++;} else if(i[0] < 224){(*c)++;if(i[0] == 192 && i[1] == 168) (*private)++;} else if(i[0] < 240) (*d)++;else (*e)++;} else {(*error)++;}} else {(*error)++;}} else {(*error)++;}
}int main() {char s[33];int a = 0, b = 0, c = 0, d = 0, e = 0, error = 0, private = 0;while(scanf("%s", s) != EOF){classifyIP(s, &a, &b, &c, &d, &e, &error, &private);}printf("%d %d %d %d %d %d %d",a, b, c, d, e, error, private);
}

2024/10/29-21:34-2024/10/30-15:08