【宫水三叶的刷题日记】468. 验证IP地址

题目描述

这是 LeetCode 上的 468. 验证IP地址 ，难度为 中等。

Tag : 「模拟」、「双指针」

给定一个字符串 queryIP。如果是有效的 IPv4 地址，返回 \"IPv4\" ；如果是有效的 IPv6 地址，返回 \"IPv6\" ；如果不是上述类型的 IP 地址，返回 \"Neither\" 。

有效的 IPv4 地址 是 “x1.x2.x3.x4” 形式的 IP 地址。 其中$ 0 <= x_i <= 255$ 且 $x_i$ 不能包含 前导零。

例如: “192.168.1.1” 、 “192.168.1.0” 为有效 IPv4 地址， “192.168.01.1” 为无效 IPv4 地址; “192.168.1.00” 、 “192.168@1.1” 为无效 IPv4 地址。

一个有效的 IPv6 地址 是一个格式为 “x1:x2:x3:x4:x5:x6:x7:x8” 的 IP 地址，其中:

• $1 <= x_i.length <= 4$
• $x_i$ 是一个 十六进制字符串 ，可以包含数字、小写英文字母( \'a\' 到 \'f\' )和大写英文字母( \'A\' 到 \'F\' )。
• 在 $x_i$ 中允许前导零。

例如 \"2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334\" 和 \"2001:db8:85a3:0:0:8A2E:0370:7334\" 是有效的 IPv6 地址，而 \"2001:0db8:85a3::8A2E:037j:7334\" 和 \"02001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334\" 是无效的 IPv6 地址。

示例 1：

输入：queryIP = \"172.16.254.1\"

输出：\"IPv4\"

解释：有效的 IPv4 地址，返回 \"IPv4\"

示例 2：

输入：queryIP = \"2001:0db8:85a3:0:0:8A2E:0370:7334\"

输出：\"IPv6\"

解释：有效的 IPv6 地址，返回 \"IPv6\"

示例 3：

输入：queryIP = \"256.256.256.256\"

输出：\"Neither\"

解释：既不是 IPv4 地址，又不是 IPv6 地址

提示：

• queryIP 仅由英文字母，数字，字符 \'.\' 和 \':\' 组成。

模拟

为了方便，我们称合法 IPv4/IPv6 中由 ./: 分割的部分称为 item。

无论是 IPv4 还是 IPv6，我们都只需将连续段的 item 取出，并结合题意判断即可，一个较为简单的方式使用 split 操作来得到所有的 item，考虑到某些语言并不内置 split，这里采取双指针的方式来做。

为方便大家理解，今天将题解文字说明写到注释中。

代码：

class Solution {
    public String validIPAddress(String ip) {
        if (ip.indexOf(\".\") >= 0 && check4(ip)) return \"IPv4\";
        if (ip.indexOf(\":\") >= 0 && check6(ip)) return \"IPv6\";
        return \"Neither\";
    }
    boolean check4(String ip) {
        int n = ip.length(), cnt = 0;
        char[] cs = ip.toCharArray();
        for (int i = 0; i < n && cnt <= 3; ) {
            // 找到连续数字段，以 x 存取
            int j = i, x = 0;
            while (j < n && cs[j] >= \'0\' && cs[j] <= \'9\' && x <= 255) x = x * 10 + (cs[j++] - \'0\');
            // 非 item 字符之间没有 item
            if (i == j) return false;
            // 含前导零 或 数值大于 255
            if ((j - i > 1 && cs[i] == \'0\') || (x > 255)) return false;
            i = j + 1;
            if (j == n) continue;
            // 存在除 . 以外的其他非数字字符
            if (cs[j] != \'.\') return false;
            cnt++;
        }
        // 恰好存在 3 个不位于两端的 .
        return cnt == 3 && cs[0] != \'.\' && cs[n - 1] != \'.\';
    }
    boolean check6(String ip) {
        int n = ip.length(), cnt = 0;
        char[] cs = ip.toCharArray();
        for (int i = 0; i < n && cnt <= 7; ) {
            int j = i;
            while (j < n && ((cs[j] >= \'a\' && cs[j] <= \'f\') || (cs[j] >= \'A\' && cs[j] <= \'F\') || (cs[j] >= \'0\' && cs[j] <= \'9\'))) j++;
            // 非 item 字符之间没有 item 或 长度超过 4
            if (i == j || j - i > 4) return false;
            i = j + 1;
            if (j == n) continue;
            // 存在除 : 以外的其他非数字字符
            if (cs[j] != \':\') return false;
            cnt++;
        }
        // 恰好存在 7 个不位于两段的 :
        return cnt == 7 && cs[0] != \':\' && cs[n - 1] != \':\';
    }
}

• 时间复杂度：$O(n)$
• 空间复杂度：使用 toCharArray 操作会产生新数组，复杂度为 $O(n)$，使用 charAt 操作代替复杂度为 $O(1)$

最后

这是我们「刷穿 LeetCode」系列文章的第 No.468 篇，系列开始于 2021/01/01，截止于起始日 LeetCode 上共有 1916 道题目，部分是有锁题，我们将先把所有不带锁的题目刷完。

在这个系列文章里面，除了讲解解题思路以外，还会尽可能给出最为简洁的代码。如果涉及通解还会相应的代码模板。

为了方便各位同学能够电脑上进行调试和提交代码，我建立了相关的仓库：https://github.com/SharingSou... 。

在仓库地址里，你可以看到系列文章的题解链接、系列文章的相应代码、LeetCode 原题链接和其他优选题解。

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