牛客[编程题] HJ39 判断两个IP是否属于同一子网

发布时间 2023-11-09 14:56:41作者: 张德长
HJ39 判断两个IP是否属于同一子网
较难  通过率:18.58%  时间限制:1秒  空间限制:32M
 

描述

IP地址是由4个0-255之间的整数构成的,用"."符号相连。
二进制的IP地址格式有32位,例如:10000011,01101011,00000011,00011000;每八位用十进制表示就是131.107.3.24
子网掩码是用来判断任意两台计算机的IP地址是否属于同一子网络的根据。
子网掩码与IP地址结构相同,是32位二进制数,由1和0组成,且1和0分别连续,其中网络号部分全为“1”和主机号部分全为“0”。
你可以简单的认为子网掩码是一串连续的1和一串连续的0拼接而成的32位二进制数,左边部分都是1,右边部分都是0。
利用子网掩码可以判断两台主机是否在同一子网中。
若两台主机的IP地址分别与它们的子网掩码进行逻辑“与”运算(按位与/AND)后的结果相同,则说明这两台主机在同一子网中。

 

示例:
I P 地址  192.168.0.1
子网掩码  255.255.255.0

转化为二进制进行运算:

I P 地址   11000000.10101000.00000000.00000001
子网掩码 11111111.11111111.11111111.00000000

AND运算   11000000.10101000.00000000.00000000

转化为十进制后为:
192.168.0.0

 

I P 地址  192.168.0.254
子网掩码  255.255.255.0


转化为二进制进行运算:

I P 地址 11000000.10101000.00000000.11111110
子网掩码  11111111.11111111.11111111.00000000

AND运算  11000000.10101000.00000000.00000000

转化为十进制后为:
192.168.0.0

通过以上对两台计算机IP地址与子网掩码的AND运算后,我们可以看到它运算结果是一样的。均为192.168.0.0,所以这二台计算机可视为是同一子网络。
 
输入一个子网掩码以及两个ip地址,判断这两个ip地址是否是一个子网络。
若IP地址或子网掩码格式非法则输出1,若IP1与IP2属于同一子网络输出0,若IP1与IP2不属于同一子网络输出2。
 
注:
有效掩码与IP的性质为:
1. 掩码与IP每一段在 0 - 255 之间
2. 掩码的二进制字符串前缀为网络号,都由‘1’组成;后缀为主机号,都由'0'组成

 

输入描述:

3行输入,第1行是输入子网掩码、第2,3行是输入两个ip地址
题目的示例中给出了三组数据,但是在实际提交时,你的程序可以只处理一组数据(3行)。

输出描述:

若IP地址或子网掩码格式非法则输出1,若IP1与IP2属于同一子网络输出0,若IP1与IP2不属于同一子网络输出2

示例1

输入:
255.255.255.0
192.168.224.256
192.168.10.4
255.0.0.0
193.194.202.15
232.43.7.59
255.255.255.0
192.168.0.254
192.168.0.1
输出:
1
2
0
说明:
对于第一个例子:
255.255.255.0
192.168.224.256
192.168.10.4
其中IP:192.168.224.256不合法,输出1

对于第二个例子:
255.0.0.0
193.194.202.15
232.43.7.59
2个与运算之后,不在同一个子网,输出2

对于第三个例子,2个与运算之后,如题目描述所示,在同一个子网,输出0

 

using System;
using System.Collections.Generic;
  class Program
    {
        public static void Main()
        {
            string line; 
            List<string> lines = new List<string>();
            while ((line = System.Console.ReadLine()) != null)
            { // 注意 while 处理多个 case
                lines.Add(line);
                if (lines.Count != 3) continue;

                List<int> mask = new List<int>();
                List<int> ip1 = new List<int>();
                List<int> ip2 = new List<int>();
                var b1 = IsValidMask(lines[0], mask);
                var b2 = IsValidIp(lines[1], ip1);
                var b3 = IsValidIp(lines[2], ip2);

                if (!b1||!b2|| !b3)
                {
                    System.Console.WriteLine(1);
                    return;
                }
                for (int i = 0; i < ip1.Count; i++)
                {
                    ip1[i] = ip1[i] & mask[i];
                    ip2[i] = ip2[i] & mask[i];
                    if (ip1[i]!= ip2[i])
                    {
                        System.Console.WriteLine(2);
                        return;
                    }
                }

                System.Console.WriteLine(0);
                return;
            }
        }
        static bool IsValidIp(string ip,List<int>parts=null)
        {
            var arr = ip.Split('.');
            if (arr.Length != 4) return false;
            int temp;
            foreach (var item in arr)
            {
                if (int.TryParse(item,out temp)&&temp>=0&&temp<=255)
                {
                    if (parts!=null)
                    {
                        parts.Add(temp);
                    }
                   
                    continue;
                }
                else
                {
                    return false;
                }
            }
            return true;
        }
        static bool IsValidMask(string mask, List<int> parts2=null)
        {
            List<int> parts = new List<int>();

            if (!IsValidIp(mask,parts)) return false;
            if (parts2!=null)
            {
                parts2.AddRange(parts);
            }
            string bin = string.Empty;
            foreach (var item in parts)
            {
                bin += GetBinaryString(item);
            }
            if (bin.Contains("1")&&bin.Contains("0")&&!bin.Contains("01"))
            {
                return true;
            }
            return false;
        }
        static string GetBinaryString(int n)
        {
            string s = string.Empty;
            while (n>0)
            {
                s= s.Insert(0,(n % 2).ToString());
                n /= 2;
            }
            int count = 8 - s.Length;
            for (int i = 0; i < count; i++)
            {
                s = s.Insert(0,"0");
            }
            return s;
        }
    }