[笔记]一道C语言面试题：IPv4字符串转为UInt整数

题目：输入一个IPv4字符串，如“1.2.3.4”，输出对应的无符号整数，如本例输出为 0x01020304。

来源：某500强企业面试题目

思路：从尾部扫描到头部，一旦发现无法转换，立即返回，减少无谓操作。

#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"

bool ConvertIPv4ToUInt(const char *strIP, unsigned int *ip)
{
    if (!strIP) {
        return false;
    }

    int Len = strlen(strIP);

    // min len is 7, e.g. 1.2.3.4; max len is 15, e.g. 123.234.121.254
    if ((Len < 7) || (Len > 15)) {
        return false;
    }

    int num[4] = { 0 };     // 4 parts of number
    int partNum = 0;        // 1 part of number 
    int base = 1;           // 10^base
    int dotCount = 0;       // dot count

    // from right to left
    for (int i = Len - 1; i >= 0; --i) {
        char ch = strIP[i];
        if (ch == '.') {
            // if the first char of last char is ".", e.g. ".1.2.3.4" or "1.2.", exit
            if ((i == 0) || (i == Len - 1)){
                return false;
            }
            dotCount++;

            // if more than 3 dot found, e.g. "1.2.3.4.5", exit
            if (dotCount > 3) {
                return false;
            }

            // save partNum to num[]
            num[dotCount - 1] = partNum;
            partNum = 0;
            base = 1;
        }
        else if ((ch < '0') || (ch > '9')) {
            // if illeagal char inside, exit
            return false;
        }
        else {
            // handle digit char
            partNum += (ch - '0') * base;
            base *= 10;

            if (partNum > 255) {
                return false;
            }

            // handle first part num
            if (i == 0) {
                // if count of "." is not enough, exit
                if (dotCount != 3) {
                    return false;
                }
                num[dotCount] = partNum;
            }
        }
    }

    // output ip
    *ip = 0;
    for (int i = 0; i < 4; ++i) {
        *ip += num[i] << (i * 8);
    }

    return true;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    char* strIP[] = {
        "1",
        "1.2",
        "1.2.3",
        "111.222.113", 
        "1.2.3.",
        ".1.2.3",
        "256.1.2.3",
        "1.2.3.4",
        "1.2.3.4.5",
        "12.234.45.6",
        "12.2345.45.6",
        "1.a.2.3",
        "1.2.3.4 ",
        "1.2. 3.4",
        "1,2,3,4",
    };

    for (int i = 0; i < sizeof(strIP) / sizeof(char *); ++i){
        unsigned int ip = 0;
        if (ConvertIPv4ToUInt(strIP[i], &ip)){
            printf("%s -> %08X
", strIP[i], ip);
        }
        else {
            printf("%s is not valid
", strIP[i]);
        }
    }

    getchar();
    return 0;
}

输出结果为：

1 is not valid
1.2 is not valid
1.2.3 is not valid
111.222.113 is not valid
1.2.3. is not valid
.1.2.3 is not valid
256.1.2.3 is not valid
1.2.3.4 -> 01020304
1.2.3.4.5 is not valid
12.234.45.6 -> 0CEA2D06
12.2345.45.6 is not valid
1.a.2.3 is not valid
1.2.3.4  is not valid
1.2. 3.4 is not valid
1,2,3,4 is not valid

从工程化角度考虑，有几点需要注意：

1、输入的字符串是否有效？
不但要判断输入字符串是否为空，还要在处理过程中随时检查中间结果值，快速返回。
需要考虑“.”的非法位置，如开头和结尾不能有“.”。
需要考虑某段数字过长（超过255）。
需要考虑“.”的个数，必须有且只有3个。

2、快速识别错误并退出
发现有问题就快速退出，不需要进行无谓的多余计算。

3、考虑到转换失败的情况，所以返回值设定为bool，通过参数指针来返回转换结果。
如果设定UInt为返回值，则无法通过返回值判断转换是否成功。
需要的话，可以将bool的返回值改为enum，从而返回各种错误类型供调用者使用。

从编程角度考虑，有几点需要注意：

1、从后向前扫描字符串时，需要注意处理顺序。
先判断字符是否为“.”，然后判断是否为非数字，剩下的就是数字了。
这样的顺序逻辑清晰，便于在发现问题时快速退出。

2、对于类似问题，可以将测试集先列出来，写代码时候就可以有的放矢的进行容错处理了。