题解 | #验证IP地址#

题意整理

• 编写一个函数来验证输入的字符串是否是有效的IPv4或IPv6地址。
• IPv4地址由4个十进制数表示，它们之间用"."隔开，每个数的范围在0-255。并且非0整数，不能以0开头。
• IPv6地址由8组16进制的数字来表示，每组表示16比特。这些组数字通过":"隔开。不能存在某一组为空，或者等于0，但是却不止一个0.

方法一（模拟）

1.解题思路

• 首先需要根据分隔符，对输入字符串进行分割。含有"."的，判断是否是IPv4地址。含有":"的，判断是否是IPv6地址。
• 对于IPv4的判断，分割之后，如果不是4组，返回"Neither"。如果某一组的字符不是全部由'0'-'9'范围内字符组成，返回"Neither"。如果某一组的数字大于255，或者第一位是0，而长度不止一位的，返回"Neither"。
• 对于IPv6的判断，分割之后，如果不是8组，返回"Neither"。如果某一组为空，或者长度大于4的，返回"Neither"。如果某一组为'0'，而该组中'0'的个数不止一个的，返回"Neither"。

图解展示：

2.代码实现

import java.util.*;

public class Solution {
    /**
     * 验证IP地址
     * @param IP string字符串 一个IP地址字符串
     * @return string字符串
     */
    public String solve (String IP) {
        //含有"."的，判断是否是IPv4地址
        if(IP.indexOf(".")>0){
            //通过"."进行分割
            String[] strs=IP.split("\\.");
            //如果不是4组，返回"Neither"
            if(strs.length!=4) return "Neither";
            //遍历每一组
            for(int i=0;i<strs.length;i++){
                //如果某一组的字符不是全部由'0'-'9'范围内字符组成，返回"Neither"
                for(char c:strs[i].toCharArray()){
                    if(!(c>='0'&&c<='9')){
                        return "Neither";
                    }
                }
                //如果大于255，或者第一位是0，而长度不止一位的，返回"Neither"
                if(Integer.parseInt(strs[i])>255||(strs[i].charAt(0)=='0'&&strs[i].length()>1)) return "Neither";
            }
            return "IPv4";
        }
        //含有":"的，判断是否是IPv6地址
        else if(IP.indexOf(":")>0){
            //如果以":"开头，或者以":"结尾，返回"Neither"
            if(IP.charAt(0)==':'||IP.charAt(IP.length()-1)==':'){
                return "Neither";
            }
            //通过":"进行分割
            String[] strs=IP.split(":");
            //如果不是8组，返回"Neither"
            if(strs.length!=8) return "Neither";
            //遍历每一组
            for(int i=0;i<strs.length;i++){
                /* 如果某一组的字符不是全部由'0'-'9'范围内字符组成，或'a'-'f'字符，
                'A'-'F'字符范围内字符组成，返回"Neither" */
                for(char c:strs[i].toCharArray()){
                    if(!(c>='0'&&c<='9')&&!(c>='a'&&c<='f')&&!(c>='A'&&c<='F')){
                        return "Neither";
                    }
                }
                //如果某一组为空，或者长度大于4的，返回"Neither"
                if(strs[i].equals("")||strs[i].length()>4) return "Neither";
               
            }
            return "IPv6";
        }else{
            return "Neither";
        }
    }
}

3.复杂度分析

• 时间复杂度：需要遍历整个IP字符串，而输入的字符串长度在5-50之间，为常数级别，所以时间复杂度是$O(1)O(1)$。
• 空间复杂度：需要额外常数级别的空间，所以空间复杂度为$O(1)O(1)$。

方法二（try、catch处理异常）

1.解题思路

思路和方法一差不多，只是对于某些输入格式错误的情况，使用try、catch进行捕获。

2.代码实现

import java.util.*;

public class Solution {
    /**
     * 验证IP地址
     * @param IP string字符串 一个IP地址字符串
     * @return string字符串
     */
    public String solve (String IP) {
        try{
            //含有"."的，判断是否是IPv4地址
            if(IP.indexOf(".")>0){
                //通过"."进行分割
                String[] strs=IP.split("\\.");
                //如果不是4组，返回"Neither"
                if(strs.length!=4) throw new Exception("Neither");
                //遍历每一组
                for(int i=0;i<strs.length;i++){
                    int num=Integer.parseInt(strs[i]);
                    //如果大于255，或者第一位是0，而长度不止一位的，返回"Neither"
                    if(num>255||(strs[i].charAt(0)=='0'&&strs[i].length()>1)){
                        throw new Exception("Neither");
                    }               
                }
                return "IPv4";
            }
            //含有":"的，判断是否是IPv6地址
            else if(IP.indexOf(":")>0){
                //如果以":"开头，或者以":"结尾，返回"Neither"
                if(IP.charAt(0)==':'||IP.charAt(IP.length()-1)==':'){
                    throw new Exception("Neither");
                }
                //通过":"进行分割
                String[] strs=IP.split(":");
                //如果不是8组，返回"Neither"
                if(strs.length!=8) throw new Exception("Neither");
                //遍历每一组
                for(int i=0;i<strs.length;i++){
                    //如果某一组为空，或者长度大于4的，返回"Neither"
                    if(strs[i].equals("")||strs[i].length()>4) throw new Exception("Neither");
                    int num=Integer.parseInt(strs[i],16);
                }
                return "IPv6";
            }
            else{
                throw new Exception("Neither");
            }
        }
        
        //格式不正确，返回"Neither"
        catch(Exception e){
            return "Neither";
        }
    }
}

3.复杂度分析

• 时间复杂度：需要遍历整个IP字符串，而输入的字符串长度在5-50之间，为常数级别，所以时间复杂度是$O(1)O(1)$。
• 空间复杂度：需要额外常数级别的空间，所以空间复杂度为$O(1)O(1)$。