统计两个IP地址之间的IP个数

问题

求两个IP地址之间的IP个数，例如192.18.16.1~192.18.16.5，2001:DB8:0000:0023:0008:0800:200C:417C~2001:DB8:0:23:8:800:200C:417D之间的IP个数？

算法

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import java.math.BigInteger;

import java.util.ArrayList;

import java.util.List;

public class IPCount {

public long ipv4ToNumber(String ip) {
    long rs = 0;
    if (ip == null || ip.isEmpty()) {
        return rs;
    }
    String[] ips = ip.split("\\.");
    for (int i = 0; i < ips.length; i++) {
        rs += Integer.parseInt(ips[i]) * Math.pow(256, (3 - i));
    }
    return rs;
}

/**
 * 数字转换成IPv4地址
 * @param number
 * @return
 */
public String numberToIpv4(long number) {
    String ip = "";
    List<String> ips = new ArrayList<String>();
    for (int i = 0; i < 8; i++) {
        ips.add(String.valueOf(number % 256));
        number = number >> 8;
    }
    for (int i = ips.size() - 1; i >= 0; i--) {
        ip = ip.concat(ips.get(i));
        if (i > 0) {
            ip = ip.concat(".");
        }
    }
    return ip;
}

/**
 * IPv6地址转换成数字
 * @param ip
 * @return
 */
public BigInteger ipv6ToNumber(String ip) {
    String[] ips = ip.split(":");
    BigInteger rs = new BigInteger("0");
    
    for (int i = 0; i < ips.length; i++) {
        BigInteger a = BigInteger.valueOf(Integer.parseInt(ips[i], 16));
        BigInteger b = BigInteger.valueOf(65536).pow(7 - i);
        BigInteger c = a.multiply(b);
        rs = rs.add(c);
    }
    return rs;
}

/**
 * 数字转换成IPV6地址
 * @param number
 * @return
 */
public String numberToIpv6(BigInteger number) {
    String ip = "";
    List<String> ips = new ArrayList<String>();
    
    for (int i = 0; i < 8; i++) {
        ips.add(Integer.toHexString(number.divideAndRemainder(BigInteger.valueOf(65536))[1].intValue()));
        number = number.shiftRight(16);
    }
    
    for (int i = ips.size() - 1; i >= 0; i--) {
        ip = ip.concat(ips.get(i));
        if (i > 0) {
            ip = ip.concat(":");
        }
    }
    return ip;
}

/**
 * 查找两个IP地址之间的IP
 * @param startIp
 * @param endIp
 * @return
 */
public List<String> findIPs(String startIp, String endIp) {
    BigInteger startNumber = this.ipv6ToNumber(startIp);
    BigInteger endNumber = this.ipv6ToNumber(endIp).add(BigInteger.valueOf(1));
    List<String> ips = new ArrayList<String>();
    while (startNumber.compareTo(endNumber) < 0) {
        ips.add(this.numberToIpv6(startNumber));
        startNumber = startNumber.add(BigInteger.valueOf(1));
    }
    return ips;
}

}

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原理

无论是IPV4还是IPV6，它们其实都是对应整数值，但是为了方面人的理解和分析，对这个整数采用了某种格式化的方式进行表示，比如IPV4是一个32的整数，采用点分十进制的格式表示，IPV6是一个128位的整数，采用冒分十六进制的个数表示， 也就是说对于一个给定的32位整数，可以转换成一个IP地址，同样，对于一个给定的IP地址，可以转换成一个32位的整数，所以计算两个IP地址之间的个数或者IP，其实就是计算两个整数之间有多少个整数

只是IPV6对应一个128位的整数，所以使用 Java 基本的数据类型long是无法存储这么多位的数据的，需要采用了BigInteger