每日一题：1、虚拟IPv4地址转换为32位整数（JS）

题目背景

我们需要处理一种特殊的虚拟IPv4地址，这种地址由4个小节组成，每节之间用#分隔。与标准IPv4地址不同，虚拟IPv4地址的第一节范围是1~128，后三节的范围是0~255。我们需要将这种虚拟IPv4地址转换为一个唯一的32位整数。如果输入的地址不合法，则返回invalid IP。

输入输出

• ​​输入​​：一行字符串，表示虚拟IPv4地址，例如128#0#255#255或1#0#0#0。
• ​​输出​​：
  • 如果地址合法，输出对应的32位整数（十进制形式），例如2147549183或16777216。
  • 如果地址非法，输出invalid IP。

地址合法性规则

1. ​​格式​​：必须由4个小节组成，以#分隔，例如A#B#C#D。
2. ​​范围​​：
   • 第一节（A）：1~128（闭区间）。
   • 第二节（B）、第三节（C）、第四节（D）：0~255（闭区间）。
3. ​​其他非法情况​​：
   • 小节数量不是4个。
   • 某一个小节不是数字。
   • 数字超出范围。
   • 数字前导有无效字符（例如012是合法的，但+12或12a是非法的）。

转换规则

将虚拟IPv4地址的4个小节分别看作一个8位二进制数，按顺序拼接成一个32位二进制数，然后转换为十进制整数。具体步骤如下：

1. 将每一节转换为8位二进制：
   • 第一节（A）：A的二进制，高位补0到8位。
   • 第二节（B）：B的二进制，高位补0到8位。
   • 第三节（C）：C的二进制，高位补0到8位。
   • 第四节（D）：D的二进制，高位补0到8位。
2. 拼接4个8位二进制，得到一个32位二进制数。
3. 将32位二进制数转换为十进制整数。

示例

1. 输入：128#0#255#255

   • 解析：
     • 第一节：128 → 10000000
     • 第二节：0 → 00000000
     • 第三节：255 → 11111111
     • 第四节：255 → 11111111
   • 拼接：10000000 00000000 11111111 11111111 → 0x8000FFFF
   • 十进制：2147549183
   • 输出：2147549183

2. 输入：1#0#0#0

   • 解析：
     • 第一节：1 → 00000001
     • 第二节：0 → 00000000
     • 第三节：0 → 00000000
     • 第四节：0 → 00000000
   • 拼接：00000001 00000000 00000000 00000000 → 0x01000000
   • 十进制：16777216
   • 输出：16777216

3. 输入：129#0#0#0

   • 解析：第一节是129，超出1~128范围。
   • 输出：invalid IP

4. 输入：128#0#255

   • 解析：只有3个小节，不合法。
   • 输出：invalid IP

解题思路

1. ​​输入校验​​：
   • 检查是否由4个小节组成（用#分隔）。
   • 检查每一小节是否为纯数字（无前导符号或字母）。
   • 检查数字范围：
     • 第一节：1~128。
     • 后三节：0~255。
2. ​​转换​​：
   • 将每一节转换为整数。
   • 将每一节转换为8位二进制字符串。
   • 拼接4个8位二进制字符串。
   • 将32位二进制字符串转换为十进制整数。
3. ​​输出​​：
   • 合法：输出整数。
   • 非法：输出invalid IP。

const readline = require('readline');

// 判断字符串是否为数字
function isNumeric(str) {
  for (let i = 0; i < str.length; i++) {
    if (!/\d/.test(str[i])) {
      return false; // 如果有非数字字符则返回false
    }
  }
  return true; // 全部为数字则返回true
}

const rl = readline.createInterface({
  input: process.stdin,
  output: process.stdout
});

rl.on('line', function (input) {
  const ipSections = input.split('#'); // 将输入的字符串按照"#"分割成4个小节

  if (ipSections.length !== 4) { // 如果分割后的小节数量不等于4，则说明输入的IPv4地址格式不正确
    console.log("invalid IP");
    rl.close();
    return;
  }

  // 遍历每个部分进行检查
  for (const section of ipSections) {
    if (section.length === 0 || !isNumeric(section)) { // 检查是否为空或者是否每部分都是数字
      console.log("invalid IP");
      rl.close();
      return;
    }

    // 检查前导零的情况
    if (section.length > 1 && section[0] === '0') {
      console.log("invalid IP");
      rl.close();
      return;
    }
  }

  const firstSection = parseInt(ipSections[0], 10); // 将第一个小节转换为整数
  if (firstSection < 1 || firstSection > 128) { // 如果第一个小节的值不在1~128的范围内
    console.log("invalid IP");
    rl.close();
    return;
  }

  // 检查其余3个小节的范围
  for (let i = 1; i < 4; i++) {
    const sectionValue = parseInt(ipSections[i], 10); // 将当前小节转换为整数
    if (sectionValue < 0 || sectionValue > 255) { // 如果不在0~255范围内
      console.log("invalid IP");
      rl.close();
      return;
    }
  }

  // 计算最终的32位整数
  let ipValue = 0;
  //左移8位​​和​并累加​，在二进制中，乘以256（即 2^8）相当于将数字向左移动8位，空出最低的8位用于存放下一个字节​
  for (let i = 0; i < 4; i++) {
    ipValue = ipValue * 256 + parseInt(ipSections[i], 10); // 每个小节对应一个字节，计算最终的整数值
  }

  console.log(ipValue); // 输出最终的32位整数
  rl.close();
});