来自：Java面试那些事儿

面试官：Ipv4地址可以转为Long类型的数字知道吧？你写一下这个转换的代码。

对计算机基础逐渐模糊的小黄一脸懵逼，毕竟工作中很少会用到，只记得ip地址和整数是可以相互转换的，但是从来没有自己实现过。于是在大脑中飞速计算。过了一会，思路出现了：ip 地址分为四段，每段都是 0~255 之间的数，每段可以用 8 位来装下它，4x8=32位，也就是可以将ip地址转为 32 位的整数。咦？面试官居然让转成 Long，但是 Long 有 64 位啊！一个 int 就搞定了，为什么要转为Long呢？但是自己没实现过，心里没底，再一犯嘀咕，然后回答不出来。面试没通过。

之后小黄一直心心念念这个问题，回来立马自己写了代码实现了一下，果然是 int 就搞定了，之前的思路一点都没错！

面试有时考验的不只是技术，还有自信心。

解决

IP地址是一个32位的二进制数，通常被分割为4个“8位二进制数”（也就是4个字节）。IP地址通常用“点分十进制”表示成（a.b.c.d）的形式，其中，a,b,c,d都是0~255之间的十进制整数。例：点分十进IP地址（100.4.5.6），实际上是32位二进制数（01100100.00000100.00000101.00000110）。–《百度百科》

也就是说，ip 地址本身就是一个32位的二进制数，只是通常被以 a.b.c.d 的形式表示而已。原理在这，解决也就容易得很了。

那么为什么要将 ip 转为数字呢？其实就是时间换空间的一种方式。String类型的ip占用 7 (如0.0.0.0) 到 15 (如 255.255.255.255) 个字节，而 int 只需要 4 个字节！

那么要如何转换呢？

ip 字符串转换为 int

我们用位运算，只需 7 行代码，即可实现。

/*** 将 ip 字符串转换为 int 类型的数字* <p>* 思路就是将 ip 的每一段数字转为 8 位二进制数，并将它们放在结果的适当位置上** @param ipString ip字符串，如 127.0.0.1* @return ip字符串对应的 int 值*/
public static int ip2Int(String ipString) {// 取 ip 的各段String[] ipSlices = ipString.split("\\.");int rs = 0;for (int i = 0; i < ipSlices.length; i++) {// 将 ip 的每一段解析为 int，并根据位置左移 8 位int intSlice = Integer.parseInt(ipSlices[i]) << 8 * i;// 求与rs = rs | intSlice;}return rs;
}

有一个技巧，就是 或运算。就是将每段的 int 值左移到恰当的位置后跟保存结果的 int 值进行或运算。

以 255.255.255.255 这个地址为例，上面的或运算过程如下。

00000000 00000000 00000000 00000000
00000000 00000000 00000000 11111111
------------或运算------------
00000000 00000000 00000000 11111111
00000000 00000000 11111111 00000000
------------或运算------------
00000000 00000000 11111111 11111111
00000000 11111111 00000000 00000000
------------或运算------------
00000000 11111111 11111111 11111111
11111111 00000000 00000000 00000000
-----------最终结果------------
11111111 11111111 11111111 11111111

那么如何将 int 再转为字符串的表示法呢？

int 位转换为 ip 字符串

其实也很简单，思路是一样的，将 int 值的 32 位分为 4 个 8 位数字，然后这 4 个 8 位的数字用 0~255 的数字进行表示，用点号分隔即可。我们也基于位运算，7 行代码即可实现。

/*** 将 int 转换为 ip 字符串** @param ipInt 用 int 表示的 ip 值* @return ip字符串，如 127.0.0.1*/
public static String int2Ip(int ipInt) {String[] ipString = new String[4];for (int i = 0; i < 4; i++) {// 每 8 位为一段，这里取当前要处理的最高位的位置int pos = i * 8;// 取当前处理的 ip 段的值int and = ipInt & (255 << pos);// 将当前 ip 段转换为 0 ~ 255 的数字，注意这里必须使用无符号右移ipString[i] = String.valueOf(and >>> pos);}return String.join(".", ipString);
}

这里使用与运算来取每次处理的 ip 片段。取最高的 8 位时，涉及到符号的处理，因此在将每段 8 位转为 0~255 的数字时必须使用无符号右移运算，否则最后处理的部分因为符号问题会不准确。

测试一下

我们拿一组 ip 地址来测试一下。

public static void main(String[] args) {String[] ips4Test = new String[]{"0.0.0.0", "127.0.0.1", "192.168.1.1", "255.0.0.255", "255.255.255.255"};for (String ip : ips4Test) {test(ip);}
}public static void test(String ip) {int ipInt = ip2Int(ip);String ipString = int2Ip(ipInt);System.out.println("用于测试的ip地址: " + ip + ", int表示: " + ipInt + ", 二进制: " + Long.toBinaryString(ipInt)+ ", 转回String: " + ipString + "，与测试 ip 地址是否相等: " + ip.equals(ipString));
}

输出结果如下。

用于测试的ip地址: 0.0.0.0, int表示: 0, 二进制: 0, 转回String: 0.0.0.0，与测试 ip 地址是否相等: true
用于测试的ip地址: 127.0.0.1, int表示: 16777343, 二进制: 1000000000000000001111111, 转回String: 127.0.0.1，与测试 ip 地址是否相等: true
用于测试的ip地址: 192.168.1.1, int表示: 16885952, 二进制: 1000000011010100011000000, 转回String: 192.168.1.1，与测试 ip 地址是否相等: true
用于测试的ip地址: 255.0.0.255, int表示: -16776961, 二进制: 1111111111111111111111111111111111111111000000000000000011111111, 转回String: 255.0.0.255，与测试 ip 地址是否相等: true
用于测试的ip地址: 255.255.255.255, int表示: -1, 二进制: 1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111, 转回String: 255.255.255.255，与测试 ip 地址是否相等: true

注意，这里相互转换的算法是配套的，不同的转换算法计算的 int 值可能会不一样，因为虽然都是处理 ip 的 4 个部分，但是它们的结合顺序可以不一样，因此以怎样的顺序搭配转为 int，就应该以相同的顺序解析为 String。

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