質問をすることでしか得られない、回答やアドバイスがある。

15分調べてもわからないことは、質問しよう!

ただいまの
回答率

87.37%

範囲内のIPv4アドレスを列挙する

解決済

回答 1

投稿

  • 評価
  • クリップ 0
  • VIEW 385

score 41

IPv4アドレスの範囲を表すために2つのIPv4アドレスをユーザが入力し、その範囲
内の全アドレスを列挙するプログラムを書くという構文ですが、

to_ulong()のビットシフトや、
is_class_a() 
is_class_b() 
is_class_c() 
is_multicast()
は、何を目的としてこのようなことをしているのでしょうか?

v#include <iostream>
#include <array>
#include <sstream>

class ipv4
{
    std::array<unsigned char, 4> data;
public:
    constexpr ipv4() :data{ { 0 } } {}
    constexpr ipv4(unsigned char const a, unsigned char const b,
        unsigned char const c, unsigned char const d) :
        data{ { a,b,c,d } } {}
    explicit constexpr ipv4(unsigned long a) :
        data{ { static_cast<unsigned char>((a >> 24) & 0xFF),
        static_cast<unsigned char>((a >> 16) & 0xFF),
        static_cast<unsigned char>((a >> 8) & 0xFF),
        static_cast<unsigned char>(a & 0xFF) } } {}
    ipv4(ipv4 const& other) noexcept : data(other.data) {}
    ipv4& operator=(ipv4 const& other) noexcept
    {
        data = other.data;
        return *this;
    }

    constexpr unsigned long to_ulong() const noexcept
    {
        return
            (static_cast<unsigned long>(data[0]) << 24) |
            (static_cast<unsigned long>(data[1]) << 16) |
            (static_cast<unsigned long>(data[2]) << 8) |
            static_cast<unsigned long>(data[3]);
    }

    std::string to_string() const
    {
        std::stringstream sstr;
        sstr << *this;
        return sstr.str();
    }

    constexpr bool is_loopback() const noexcept
    {
        return (to_ulong() & 0xFF000000) == 0x7F000000;
    }

    constexpr bool is_unspecified() const noexcept
    {
        return to_ulong() == 0;
    }

    constexpr bool is_class_a() const noexcept
    {
        return (to_ulong() & 0x80000000) == 0;
    }

    constexpr bool is_class_b() const noexcept
    {
        return (to_ulong() & 0xC0000000) == 0x80000000;
    }

    constexpr bool is_class_c() const noexcept
    {
        return (to_ulong() & 0xE0000000) == 0xC0000000;
    }

    constexpr bool is_multicast() const noexcept
    {
        return (to_ulong() & 0xF0000000) == 0xE0000000;
    }

    ipv4& operator++()
    {
        *this = ipv4(1 + to_ulong());
        return *this;
    }

    ipv4& operator++(int)
    {
        ipv4 result(*this);
        ++(*this);
        return *this;
    }

    friend bool operator==(ipv4 const& a1, ipv4 const& a2) noexcept
    {
        return a1.data == a2.data;
    }

    friend bool operator!=(ipv4 const& a1, ipv4 const& a2) noexcept
    {
        return !(a1 == a2);
    }

    friend bool operator<(ipv4 const& a1, ipv4 const& a2) noexcept
    {
        return a1.to_ulong() < a2.to_ulong();
    }

    friend bool operator>(ipv4 const& a1, ipv4 const& a2) noexcept
    {
        return a2 < a1;
    }

    friend bool operator<=(ipv4 const& a1, ipv4 const& a2) noexcept
    {
        return !(a1 > a2);
    }

    friend bool operator>=(ipv4 const& a1, ipv4 const& a2) noexcept
    {
        return !(a1 < a2);
    }

    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const ipv4& a)
    {
        os << static_cast<int>(a.data[0]) << '.'
            << static_cast<int>(a.data[1]) << '.'
            << static_cast<int>(a.data[2]) << '.'
            << static_cast<int>(a.data[3]);
        return os;
    }

    friend std::istream& operator>>(std::istream& is, ipv4& a)
    {
        char d1, d2, d3;
        int b1, b2, b3, b4;
        is >> b1 >> d1 >> b2 >> d2 >> b3 >> d3 >> b4;
        if (d1 == '.' && d2 == '.' && d3 == '.')
            a = ipv4(b1, b2, b3, b4);
        else
            is.setstate(std::ios_base::failbit);

        return is;
    }
};

int main()
{
    std::cout << "input range: ";
    ipv4 a1, a2;
    std::cin >> a1 >> a2;
    if (a2 > a1)
    {
        for (ipv4 a = a1; a <= a2; a++)
        {
            std::cout << a << std::endl;
        }
    }
    else
    {
        std::cerr << "invalid range!" << std::endl;
    }
}
  • 気になる質問をクリップする

    クリップした質問は、後からいつでもマイページで確認できます。

    またクリップした質問に回答があった際、通知やメールを受け取ることができます。

    クリップを取り消します

  • 良い質問の評価を上げる

    以下のような質問は評価を上げましょう

    • 質問内容が明確
    • 自分も答えを知りたい
    • 質問者以外のユーザにも役立つ

    評価が高い質問は、TOPページの「注目」タブのフィードに表示されやすくなります。

    質問の評価を上げたことを取り消します

  • 評価を下げられる数の上限に達しました

    評価を下げることができません

    • 1日5回まで評価を下げられます
    • 1日に1ユーザに対して2回まで評価を下げられます

    質問の評価を下げる

    teratailでは下記のような質問を「具体的に困っていることがない質問」、「サイトポリシーに違反する質問」と定義し、推奨していません。

    • プログラミングに関係のない質問
    • やってほしいことだけを記載した丸投げの質問
    • 問題・課題が含まれていない質問
    • 意図的に内容が抹消された質問
    • 過去に投稿した質問と同じ内容の質問
    • 広告と受け取られるような投稿

    評価が下がると、TOPページの「アクティブ」「注目」タブのフィードに表示されにくくなります。

    質問の評価を下げたことを取り消します

    この機能は開放されていません

    評価を下げる条件を満たしてません

    評価を下げる理由を選択してください

    詳細な説明はこちら

    上記に当てはまらず、質問内容が明確になっていない質問には「情報の追加・修正依頼」機能からコメントをしてください。

    質問の評価を下げる機能の利用条件

    この機能を利用するためには、以下の事項を行う必要があります。

回答 1

checkベストアンサー

+1

to_ulong()で、人間に読みやすくするために8bitのunsigned charに4分割されたIPを、
その本来の姿である、32bitのIPに戻しています。

is_class_a()は、そうして元に戻した32bitのIPをベースとして、
0x80000000でマスクしたら0になる。
IP表記でいえば128.0.0.0でマスク、2進数でいえば最初の8bitを0b10000000でマスク
つまり、最初の1bitが0なら真、1なら偽を返す。という処理をしています。

これが何か?というと、IPアドレスは、クラスによって頭のビットパターンが決まっていて、
それによってクラスを判定できます。
具体的には以下のようにして判別できます。
is_class_b()等の実装と比較してみてください。

基礎から学ぶWindowsネットワーク: 第8回 アドレス・クラスとさまざまなIPアドレス (1/3)

クラスA
最上位の1bitが「0」ならば、そのIPアドレスは「クラスA」になる。具体的には「0.0.0.0~127.255.255.255」がこのクラスAに該当する。これは全IPアドレス空間(≒42億個)のうち、半分に相当する。
クラスB
最上位の2bitが「1-0」ならば、そのIPアドレスは「クラスB」になる。具体的には「128.0.0.0~191.255.255.255」が該当する。これは全IPアドレス空間のうち、4分の1に相当する。
クラスC
最上位の3bitが「1-1-0」ならば、そのIPアドレスは「クラスC」になる。具体的には「192.0.0.0~223.255.255.255」が該当する。これは全IPアドレス空間のうち、8分の1に相当する。
クラスD
最上位の4bitが「1-1-1-0」ならば、そのIPアドレスは「クラスD」になる。具体的には「224.0.0.0~239.255.255.255」が該当する。クラスDは、マルチキャスト通信で使われる特別なIPアドレスであり、マルチキャスト通信を使ったマルチメディア・アプリケーションなどで使われる。例えば、同じ内容の音声や映像データなどをいっせいに「放送」するような用途で使われる。一般的なノードにクラスDのIPアドレスだけを付けることはない。
クラスE
最上位の4bitが「1-1-1-1」ならば、そのIPアドレスは「クラスE」になる。具体的には「240.0.0.0~255.255.255.255」が該当する。ただし、このクラスは「実験的」な目的のためにTCP/IP(IPv4)の開発当初から予約されており、実際に使われることはない。

投稿

  • 回答の評価を上げる

    以下のような回答は評価を上げましょう

    • 正しい回答
    • わかりやすい回答
    • ためになる回答

    評価が高い回答ほどページの上位に表示されます。

  • 回答の評価を下げる

    下記のような回答は推奨されていません。

    • 間違っている回答
    • 質問の回答になっていない投稿
    • スパムや攻撃的な表現を用いた投稿

    評価を下げる際はその理由を明確に伝え、適切な回答に修正してもらいましょう。

  • 2020/08/16 15:32

    ありがとうござます。
    理解できました。

    キャンセル

15分調べてもわからないことは、teratailで質問しよう!

  • ただいまの回答率 87.37%
  • 質問をまとめることで、思考を整理して素早く解決
  • テンプレート機能で、簡単に質問をまとめられる

関連した質問

同じタグがついた質問を見る