Java ip地址和int数字的相互转换

发布时间:2019-03-08作者:laosun阅读(705)

Java

Java版本的 ip地址和int数字的相互转换

    对于ipv4的地址来说,如果用字符串的形式存储的话,其占用字节就比较大,比如对于IPv4地址0.0.0.0的字符串,就需要7个字节,IPv4为255.255.255.255 的字符串,需要15个字节,也就是说存储一个ip需要占用7~15个字节。


    那么有没有更节省空间的存储方式呢?答案是有。


    方案1: 直接把字符串中的'.'去掉,不就变成一个数字了嘛,比如 "255.255.255.255" 变成 255255255255,然而我们知道int所能表示的最大值 = Integer.MAX_VALUE = 2^31-1 = 2147483647, 255255255255 > 2^31-1,所以需要用长整形long来表示,长整形占用8个字节,也就是说我们将7~15个字节转换为8字节,在绝大多数情况下是节省空间了的。


    方案2: 因为考虑到IPv4的地址本质上就是32位的二进制串,而一个int类型的数字刚好为4个字节32个bit位,所以刚好可以用一个int类型的数字转表示IPv4地址。所以,我们可以用4个字节的int数字表示一个ip地址,这样可以大大节省空间。

    这里只讨论方案2 :)

    演示

    对于ipv4地址: 192.168.1.3:

    每段都用二进制表示: 192(10) = 11000000(2) ; 168(10) = 10101000(2) ; 1(10) = 00000001(2) ;  3(10) = 00000011(2) 。

    所以连在一起就是:11000000101010000000000100000011,对应的int数字就是-1062731775 。

    具体算法分析:

    192左移24位: 11000000 00000000 00000000 00000000

    168左移16位: 00000000 10101000 00000000 00000000

    001左移08位: 00000000 00000000 00000001 00000000

    003左移00位: 00000000 00000000 00000000 00000011

    按位或结果   : 11000000 10101000  00000001 00000011

    即 -1062731775

    将int类型的数字转换成ip地址,其实就是上述过程的逆过程,这里就不再赘述。


    具体实现方式:

    package com.sunjs.kit;
    
    import java.util.regex.Matcher;
    import java.util.regex.Pattern;
    
    /**
     * IPv4地址和int数字的互换
     * @author sun
     */
    public class IpKit {
    
        /**
         * IPv4地址转换为int类型数字
         * @param ipv4Addr
         * @return
         */
        public static int ipToInt(String ipv4Addr) {
            // 判断是否是ip格式的
            if (!isIPv4Address(ipv4Addr))
                throw new RuntimeException("Invalid ip address");
    
            // 匹配数字
            Pattern pattern = Pattern.compile("\\d+");
            Matcher matcher = pattern.matcher(ipv4Addr);
            int result = 0;
            int counter = 0;
            while (matcher.find()) {
                int value = Integer.parseInt(matcher.group());
                result = (value << 8 * (3 - counter++)) | result;
            }
            return result;
        }
    
        /**
         * 判断是否为ipv4地址
         * @param ipv4Addr
         * @return
         */
        private static boolean isIPv4Address(String ipv4Addr) {
            String lower = "(\\d|[1-9]\\d|1\\d{2}|2[0-4]\\d|25[0-5])"; // 0-255的数字
            String regex = lower + "(\\." + lower + "){3}";
            Pattern pattern = Pattern.compile(regex);
            Matcher matcher = pattern.matcher(ipv4Addr);
            return matcher.matches();
        }
        
        /**
         * 将int数字转换成ipv4地址
         * @param ip
         * @return
         */
        public static String intToIp(int ip) {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            int num = 0;
            boolean needPoint = false; // 是否需要加入'.'
            for (int i = 0; i < 4; i++) {
                if (needPoint) {
                    sb.append('.');
                }
                needPoint = true;
                int offset = 8 * (3 - i);
                num = (ip >> offset) & 0xff;
                sb.append(num);
            }
            return sb.toString();
        }
        
        public static void main(String[] args) {
            String ip = "124.202.200.166";
    	System.out.println(ipToInt(ip));
    	System.out.println(intToIp(2093664422));
        }
        
    }


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