ip地址與整數的相互轉化

1.為什么需要將ip轉化為整數

對於ipv4的ip地址，如果使用字符串存儲，占用的空間比較大。比如0.1.2.3這個字符串，需要的是7個字節。而對於255.255.255.255這個字符串，需要的是15個字節。整體看來，存儲一個ip地址需要7-15個字節。

那么實際使用過程中有沒有更好的方式存儲，從而節省存儲空間？答案是肯定的。
ipv4本質是32為的二進制字符串，一個int的整數剛好是4個字節32位，所以一個int類型的整數剛好可以表示一個ipv4地址。因此，我們使用4個字節的int類型數字來表示一個ip地址，這樣可以達到節省空間的目標。

2.ip地址轉整數

下面我們來看看具體怎么實現ip地址轉整數。

public class Ipaddress {
    public static boolean isIpv4Address(String ip) {
        if (StringUtils.isEmpty(ip)) {
            return false;
        }

        String[] lines = ip.split("\\.");

        if (lines.length != 4) {
            return false;
        }

        for (String pattern : lines) {
            try {
                int number = Integer.parseInt(pattern);

                if ((number >= 0) && (number <= 255)) {
                    continue;
                } else {
                    return false;
                }
            } catch (NumberFormatException e) {
                return false;
            }
        }

        return true;
    }

    public static int ip2int(String ip) {
        if (!isIpv4Address(ip)) {
            throw new RuntimeException("invalid ip address");
        }

        int result = 0;
        String[] lines = ip.split("\\.");

        for (String pattern : lines) {
            int number = Integer.parseInt(pattern);
            result = number | (result << 8);
        }

        return result;
    }

    public static void main(String[] args) {
        String ip = "125.213.100.123";
        int result = ip2int(ip);
        System.out.println(result);
        System.out.println((125 * 256 * 256 * 256) + (213 * 256 * 256) +
            (100 * 256) + 123);
    }
}

　　

代碼的輸出結果為：

2111136891

2111136891

上面代碼的思路：
1.首先判斷輸入ip地址的合法性。
2.將ip按.分隔，分成4段。
3.將第一段左移24位，第二段左移16位，第三段左移8位，第四段不變，結果相加，就可以得到最終的結果。具體的實現邏輯就是
result = number | (result << 8)這一行。
4.如果是最暴力的方法，main方法里的125*256*256*256+213*256*256+100*256+123這部分，實現的就是第三條提到的邏輯，兩者得到的最終結果是一樣的。

3.整數轉ip地址

反過來，如果我們有一個整數，想轉換為ip地址，其實就是上面的逆過程。

import org.apache.commons.lang3.StringUtils;


public class Ipaddress {
    public static String int2ip(int num) {
        return ((num >> 24) & 0xff) + "." + ((num >> 16) & 0xff) + "." +
        ((num >> 8) & 0xff) + "." + (num & 0xff);
    }

    public static void main(String[] args) {
        int num = 2111136891;
        String ip = int2ip(num);
        System.out.println(ip);
    }
}

　　

具體的邏輯為：

ip地址的第一段為num右移24位后取低8位
ip地址的第二段為num右移16位后取低8位
ip地址的第三段為num右移8位后取低8位
ip地址的第四段為num取低8位