验证IP地址IPv4和IPv6

描述

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 地址由十进制数和点来表示，每个地址包含4个十进制数，其范围为 0 - 255，用(".")分割。比如，172.16.254.1；
同时，IPv4 地址内的数不会以 0 开头。比如，地址 172.16.254.01 是不合法的。

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 (":")分割。比如, 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334 是一个有效的地址。而且，我们可以加入一些以 0 开头的数字，字母可以使用大写，也可以是小写。所以， 2001:db8:85a3:0:0:8A2E:0370:7334 也是一个有效的 IPv6 address地址 (即，忽略 0 开头，忽略大小写)。

然而，我们不能因为某个组的值为 0，而使用一个空的组，以至于出现 (::) 的情况。比如， 2001:0db8:85a3::8A2E:0370:7334 是无效的 IPv6 地址。
同时，在 IPv6 地址中，多余的 0 也是不被允许的。比如， 02001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334 是无效的。

说明: 你可以认为给定的字符串里没有空格或者其他特殊字符。

数据范围：字符串长度满足 5≤n≤50

进阶：空间复杂度 O(n)，时间复杂度 O(n)

备注：

ip 地址的类型可能为：IPv4、IPv6、Neither

示例1：

输入："172.16.254.1"
返回值："IPv4"
说明：这是一个有效的 IPv4 地址, 所以返回 "IPv4"

示例2：

输入："2001:0db8:85a3:0:0:8A2E:0370:7334"
返回值："IPv6"
说明：这是一个有效的 IPv6 地址, 所以返回 "IPv6"

示例3：

输入："256.256.256.256"
返回值："Neither"
说明：这个地址既不是 IPv4 也不是 IPv6 地址

解题思路：

可以分两种思路解题：

直接从第一个字符开始，以 ' . ' 或者 ' : ' 结尾，截取字符串。进而验证该字符串的合规性；
先通过' . ' 或者 ' : ' 个数确认是否为IPv4 或 IPv6，进而单独分开解析该字符串子串；

本文采用第二种思路，第一种用C 写起来比较繁琐，可读性不是很好。

当然使用Java 的 split() 函数此题代码量会更少，但split() 说白了也是采用了第二种思路。

代码：

#include <stdlib.h>

bool isIpv4(char* IP );
bool isIpv6(char* IP );

char* solve(char* IP ) {
    char* temp = IP;
    int ditNum = 0;
    int colonNum= 0;

    while (*temp != '\0') {
        if (*temp == '.') {
            ditNum++;
        } else if (*temp == ':') {
            colonNum++;
        }
        temp++;
    }

    if (ditNum == 3) {
        return isIpv4(IP) ? "IPv4" : "Neither";
    } else if (colonNum == 7) {
        return isIpv6(IP) ? "IPv6" : "Neither";
    } else {
        return "Neither";
    }
}

bool isIpv4(char* IP ) {
    char* temp = IP;
    char* tempEnd = 0;
    unsigned long int addVal = 0;

    while (*IP != 0) {
        if (*temp == '0' || *temp == '.') {
            return false;
        }

        if (*IP != '.') {
            IP++;
            continue;
        }

        *IP = 0;
        IP++;

        addVal = strtoul(temp, &tempEnd, 10);
        if ((tempEnd != NULL && *tempEnd != 0) || addVal > 255) {
            return false;
        }

        temp = IP;
    }

    return true;
}

bool isIpv6(char* IP ) {
    char* temp = IP;
    char* tempEnd = 0;
    unsigned long int addVal = 0;
    unsigned int tempLen = 0;

    while (*IP != 0) {
        if (*temp == ':') {
            return false;
        }

        if (*IP != ':') {
            IP++;
            tempLen++;
            continue;
        }

        *IP = 0;
        IP++;

        if (tempLen > 4) {
            return false;
        }
        tempLen = 0;

        addVal = strtoul(temp, &tempEnd, 16);
        if ((tempEnd != NULL && *tempEnd != 0) || addVal > 0xFFFF) {
            return false;
        }

        temp = IP;
    }

    return true;
}

本想通过一个循环搞定，例如轮询字符串，截止到 ' . ' 或者 ' : '，进而确定是否为 IPv4 还是IPv6，但代码可读性不大，索性就分开先轮询确认' . ' 或者 ' : ' 的个数是否合规，然后再分别通过 isIPv4() 和 isIPv6() 确认是否合格。