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

import java.math.BigInteger;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class IPCount {

    /**
      * IPv4地址转换成数字
      * @param ip
    */
    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;
    }
}

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

链接: https://www.fly63.com/article/detial/2048