OD统一考试

题解： Java / Python / C++

题目描述

某业务需要根据终端的IP地址获取该终端归属的城市，可以根据公开的IP地址池信息查询归属城市。

地址池格式如下：

城市名=起始IP，结束IP

起始和结束地址按照英文逗号分隔，多个地址段采用英文分号分隔。

比如：
City1=1.1.1.1,1.1.1.2;City1=1.1.1.11,1.1.1.16;City2=3.3.3.3,4.4.4.4;City3=2.2.2.2,6.6.6.6。

一个城市可以有多个IP段，比如City1有2个IP段。

城市间也可能存在包含关系，比如City3的IP段范围包括City2的IP段范围。

现在要根据输入的IP列表，返回最佳匹配的城市列表。

注：最佳匹配即可包含待查询IP且长度最小的IP段，比如例子中的
3.4.4.4的最佳匹配是City2=3.3.3.3,4.4.4.4;
5.5.5.5的最佳匹配是City3=2.2.2.2,6.6.6.6。

输入描述

输入共2行。

第一行为城市的IP段列表，多个IP段采用英文分号’;'分隔，IP段列表最大不超过500000。

城市名称只包含英文字母、数字和下划线，最多不超过100000个。

IP段包含关系可能有多层，但不超过100层。

第二行为查询的IP列表，多个IP采用英文逗号’,'分隔，最多不超过10000条。

输出描述

最佳匹配的城市名列表，采用英文逗号,分隔，城市列表长度应该跟查询的IP列表长度一致。

示例1

输入：
City1=1.1.1.1,1.1.1.2;City1=1.1.1.11,1.1.1.16;City2=3.3.3.3,4.4.4.4;City3=2.2.2.2,6.6.6.6
1.1.1.15,3.3.3.5,2.2.2.3输出：
City1,City2,City3

题解

这道题目涉及到对IP地址范围的处理和匹配，可以通过以下步骤解决：

1. 将输入的IP范围按照起始IP排序，以便后续的查找操作。
2. 对于每个待查询的IP，从排序后的IP范围列表中找到满足条件的最佳匹配，即包含待查询IP且长度最小的IP段。
3. 输出最佳匹配的城市列表。

在此题目中为了方便的对 ip 进行处理，代码中将字符串的ip转成了等价的正整数。

具体实现中，可以使用类来表示IP范围，然后对IP范围列表进行排序。

在查询时，遍历排序后的IP范围列表，找到最佳匹配的城市。

Java

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Scanner;class IpRange {public String city;public long startIp;public long endIp;public IpRange(String city, long startIp, long endIp) {this.city = city;this.startIp = startIp;this.endIp = endIp;}
}/*** @author code5bug*/
public class Main {public static void main(String[] args) {Scanner scanner = new Scanner(System.in);List<IpRange> ipRanges = new ArrayList<>();// 读取 IP 范围并进行排序String[] rangeInputs = scanner.nextLine().split(";");for (String rangeInput : rangeInputs) {String[] parts = rangeInput.split("=");String city = parts[0];String[] ipRange = parts[1].split(",");long startIp = ipToLong(ipRange[0]), endIp = ipToLong(ipRange[1]);ipRanges.add(new IpRange(city, startIp, endIp));}ipRanges.sort((x, y) -> (int) (x.startIp - y.startIp));// 查询并输出结果String[] ipInputs = scanner.nextLine().split(",");List<String> results = new ArrayList<>();for (String ipInput : ipInputs) {results.add(findCity(ipRanges, ipToLong(ipInput)));}System.out.println(String.join(",", results));}/*** IP 字符串转成10进制的整数** @param ip* @return*/private static long ipToLong(String ip) {String[] ipParts = ip.split("\\.");return (0L | Integer.parseInt(ipParts[0]) << 24) |(Integer.parseInt(ipParts[1]) << 16) |(Integer.parseInt(ipParts[2]) << 8) |Integer.parseInt(ipParts[3]);}/*** 根据IP 查询归属城市, 返回最佳匹配城市名称（既满足条件且长度最小的IP段）** @param ipRanges* @param ip* @return*/private static String findCity(List<IpRange> ipRanges, long ip) {String city = "unknown";long cityLength = Long.MAX_VALUE;for (IpRange ipRange : ipRanges) {if (ipRange.startIp > ip) break;long length = ipRange.endIp - ipRange.startIp + 1;if (ipRange.startIp <= ip && ip <= ipRange.endIp && length < cityLength) {cityLength = length;city = ipRange.city;}}return city;}
}

Python

from math import inf
import stringdef ip_to_int(ip: string):""" IP 字符串转成10进制的整数 """ip_nums = list(map(int, ip.split('.')))return ip_nums[0] << 24 | ip_nums[1] << 16 | ip_nums[2] << 8 | ip_nums[3]class IpRange:""" IP范围 """def __init__(self, city, start_ip, end_ip):self.start_ip = ip_to_int(start_ip)self.end_ip = ip_to_int(end_ip)self.city = cityip_ranges = []
for sip in input().split(";"):city, iprange = sip.split("=")start_ip, end_ip = iprange.split(",")ip_ranges.append(IpRange(city, start_ip, end_ip))# 根据 x.start_ip 升序 进行排序
ip_ranges.sort(key=lambda x: x.start_ip)def find_city(ip):""" 根据IP 查询归属城市 """global ip_ranges# 返回最佳匹配城市名称（既满足条件且长度最小的IP段）city, city_length = "unknown", inffor it in ip_ranges:if it.start_ip > ip:breaklenght = it.end_ip - it.start_ip + 1if it.start_ip <= ip <= it.end_ip and lenght < city_length:city_length = lenghtcity = it.cityreturn cityrs = []
for sip in input().split(","):rs.append(find_city(ip_to_int(sip)))
print(",".join(rs))

C++

#include <bits/stdc++.h>using namespace std;class IpRange {
public:string city;long startIp;long endIp;IpRange(string city, long startIp, long endIp): city(move(city)), startIp(startIp), endIp(endIp) {}
};// IP 字符串转成10进制的整数
long ipToLong(const string& ip) {istringstream iss(ip);string token;long result = 0;while (getline(iss, token, '.')) {result = (result << 8) | stoi(token);}return result;
}// 根据IP 查询归属城市, 返回最佳匹配城市名称（既满足条件且长度最小的IP段）
string findCity(const vector<IpRange>& ipRanges, long ip) {string city = "unknown";long cityLength = LONG_MAX;for (const auto& ipRange : ipRanges) {if (ipRange.startIp > ip) break;long length = ipRange.endIp - ipRange.startIp + 1;if (ipRange.startIp <= ip && ip <= ipRange.endIp && length < cityLength) {cityLength = length;city = ipRange.city;}}return city;
}vector<string> split(const string &str, const char &delim) {vector<string> res;stringstream ss(str);string tmp;while (getline(ss, tmp, delim)) {if (!tmp.empty()) res.push_back(std::move(tmp));}return res;
}int main() {vector<IpRange> ipRanges;// 读取 IP 范围并进行排序string inputLine;getline(cin, inputLine);vector<string> parts = split(inputLine, ';');for(string& part : parts) {vector<string> arr = split(part, '=');string city = arr[0];vector<string> ips = split(arr[1], ',');ipRanges.emplace_back(city, ipToLong(ips[0]), ipToLong(ips[1]));}sort(ipRanges.begin(), ipRanges.end(), [](const auto& x, const auto& y) {return x.startIp < y.startIp;});// 查询并输出结果getline(cin, inputLine);vector<string> results;for(auto& ip : split(inputLine,',')) {results.push_back(findCity(ipRanges, ipToLong(ip)));}for(int i=0; i<results.size(); i++) {if(i + 1 == results.size()) {cout << results[i] << endl;} else {cout << results[i] << ",";}}return 0;
}

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