ip地址与整数的相互转化

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1.为什么需要将ip转化为整数

对于ipv4的ip地址，如果使用字符串存储，占用的空间比较大。比如0.1.2.3这个字符串，需要的是7个字节。而对于255.255.255.255这个字符串，需要的是15个字节。整体看来，存储一个ip地址需要7-15个字节。

那么实际使用过程中有没有更好的方式存储，从而节省存储空间？答案是肯定的。
ipv4本质是32为的二进制字符串，一个int的整数刚好是4个字节32位，所以一个int类型的整数刚好可以表示一个ipv4地址。因此，我们使用4个字节的int类型数字来表示一个ip地址，这样可以达到节省空间的目标。

2.ip地址转整数

下面我们来看看具体怎么实现ip地址转整数。

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);
    }
}

代码的输出结果为：

2111136891
2111136891

上面代码的思路：
1.首先判断输入ip地址的合法性。
2.将ip按.分隔，分成4段。
3.将第一段左移24位，第二段左移16位，第三段左移8位，第四段不变，结果相加，就可以得到最终的结果。具体的实现逻辑就是
result = number | (result << 8)这一行。
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这部分，实现的就是第三条提到的逻辑，两者得到的最终结果是一样的。

3.整数转ip地址

反过来，如果我们有一个整数，想转换为ip地址，其实就是上面的逆过程。

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);
    }
}

具体的逻辑为：
ip地址的第一段为num右移24位后取低8位
ip地址的第二段为num右移16位后取低8位
ip地址的第三段为num右移8位后取低8位
ip地址的第四段为num取低8位