IPv4 与 int 之间互相转换

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你好,我是看山。

目前数据存储设备越来越便宜,已经不存在为了节省空间而引入复杂计算的场景,但是有时候,将 IPv4 这种长字符串数据转换为数字,更加便于比较和查询。

1. 直接转换

直接能够想到的方式是把网段之间的“.”去掉,组成一个长数字就行。但是在“255.255.255.255”地址时,去掉“.”的数字是 255255255255,大于 int 能够表示的最大数字,所以,真正使用的时候,只能使用长整型 Long 型。但是这种方式有两个严重的问题:

  1. 单向转换:只适合那种需要从 IPv4 到数字单向转换的场景,如果想要转回来,就不容易了,比如:“192.168.10.10”和“192.168.101.0”转换成数字都是 1921681010,想要从数字转换会 IP 地址,就会有歧义,除非搭配某些约定规则才能实现
  2. 转换之后存在歧义:也是第一条中说的,两个 IP 地址转换得到同一个数字,如果在需要 IP 比较的场景,就容易出现问题了。

2. 移位转换

既然直接去掉“.”有歧义的问题,那就将 4 段数字分开存储,IPv4 的某段数字取值范围是 0~255,也就是 2^8 个数字,恰巧 int 类型占 32 个字节,那通过简单的移位和或运算,就能得到最后的结果,而且支持从 int 到 IPv4 的转换。

比如:192.168.30.68,计算结果就是:

192 << 24 | 168 << 16 | 30 << 8 | 68 = 0b11000000101010000001111001000100 = -1062724028

逆向转换就是:

((-1062724028 >> 24) & 0xFF) + "." + ((-1062724028 >> 16) & 0xFF) + "." + ((-1062724028 >> 8) & 0xFF) + "." + (-1062724028 & 0xFF) = "192.168.30.68"

所以第二种方式除了计算麻烦一些,可以完美解决第一种方式的两个问题。

文末总结

很多时候,我们存储数据不仅仅只是将数据原样存储就完事了。更多的时候,需要考虑存储介质、存储数据系统,还需要考虑数据的应用,就如本文中的IP地址。

延伸一下,比如地理坐标,我们可以经纬度以逗号隔开存储,也可以两个字符串存储,还可以使用数字存储。如果只是展示,随便存,如果需要计算距离,最好使用数字存储,如果需要更高性能,我们可以考虑Redis的Geo。


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