編寫C++函數：識別一段string字符串是IPv4還是IPv6

今天做到Calix(南京凱易迅)的筆試題，其中有一題大致意思是：vector<string>中存有string字符串，識別每一個字符串是否是ip地址，三種可能：IPv4、IPv6、Neither，將每個字符串的識別結果依次存入一個vector<string>中返回。
編寫函數：vector<string> checkIP(vector<string> &ip_array{ }
如：
輸入：
This is not an ip_address!
192.168.1.1
0000: 0123: ff00: 00: ff: 0: 00ff: 1111
輸出：
3
Neither
IPv4
IPv6

輸入：
192.168.1.1
輸出：
1
IPv4

思路如下：
1）首先區分IPv4和IPv6，IPv4是通過4段32bits表示出來，每一段對應8bits，十進制範圍爲0~255，每一段用點”.”隔開；
IPv6是通過8段128bits表示出來的，每一段對應16bits，十六進制範圍爲0000~ffff，每一段用冒號”:”隔開。
2）根據段數可以確認可能是IPv4還是IPv6，但只是可能，因爲每一段的表示都要進行合法性檢測：如256.168.1.1就是不合法的表示，而gg00顯然也不能表示十六進制數。那問題來了，如何進行ip_address的每一段檢查呢，很遺憾C++標準庫裏面沒有字符分割函數split()，只有我們可以自己創造了：代碼如下

#include<iostream>
#include<vector>
#include<string>
using namespace std;

//***函數名：str_split
//***str：待分隔的字符串
//***sign：分隔符，如"."、":"等
//***results：將每一段存入results中，特別的當不存在sign時，str整體存入results中

void str_split(const string &str, const string &sign, vector<string> &results)
{
    string::size_type pos;
    size_t size = str.size();
    for (size_t i = 0; i < size; ++i)
    {
        pos = str.find(sign, i); //從第i個位置查找sign分割符第一次出現的位置，沒有找到則返回npos；
        if (pos == str.npos)
        {//將剩餘部分存入
            string s = str.substr(i, size);
            results.push_back(s);
            break;
        }
        if (pos < size)
        {
            string s = str.substr(i, pos - i);//把從i開始，長度爲pos-i的元素拷貝給s;  
            results.push_back(s);
            i = pos;
        }
    }
}

3）理清了前兩點，第三點關於什麼情況下結果是Neither也就清楚了：
a.不存在”.”和”:”，即只有一段，段數不合法；
b.存在間隔符，但是段數不夠(4或8段)，段數不合法；
c.存在間隔符，且段數合法，但是每一段表示不合法
代碼如下：

vector<string> checkIP(vector<string> ip_array)
{
    size_t n = ip_array.size();
    vector<string> results_vec;  //保存結果

    //vector爲空
    if (n == 0)
    {
        results_vec.push_back("Empty");
        return results_vec;
    }

    //存入元素個數
    results_vec.push_back(to_string(n));

    vector<string>::iterator it = ip_array.begin();
    for (; it != ip_array.end(); ++it)
    {
        vector<string> results_4, results_6;
        str_split(*it, ".", results_4);  //results_4存儲ipv4的每段
        str_split(*it, ":", results_6);  //results_6存儲ipv6的每段

        //地址段數不合法
        if(results_4.size() != 4 && results_6.size() != 8)
        {
            results_vec.push_back("Neither");
            continue;
        }

        //段數合法(4段)，可能是IPv4，接下來判斷每一段的合法性
        if (results_4.size() == 4)  
        {
            vector<string>::iterator it_4 = results_4.begin();

            for (; it_4 != results_4.end(); ++it_4)
            {
                int a = atoi((*it_4).c_str());
                if (a < 0 || a > 255)
                    break;
            }
            if (it_4 == results_4.end())
                results_vec.push_back("IPv4");
            else
                results_vec.push_back("Neither");
        }

        //段數合法(8段)，可能是IPv6，接下來判斷每一段的合法性
        if (results_6.size() == 8)
        {
            vector<string>::iterator it_6 = results_6.begin();

            for (; it_6 != results_6.end(); ++it_6)
            {
                size_t it6_size = (*it_6).size();
                if (it6_size <= 0 || it6_size > 4)  //IPv6的每段的十六進制數的位數不合法
                    break;

                size_t j = 0;
                while(j < it6_size)
                {//十六進制表示的合法性檢測
                    char s = (*it_6)[j];
                    if ((s >= '0' && s <= '9') ||
                        (s >= 'a' && s <= 'f') ||
                        (s >= 'A' && s <= 'F'))
                        ++j;
                    else
                        break;
                }
                if (j != it6_size)  //存在某一位的十六進制表示不合法
                    break;
            }
            if (it_6 == results_6.end())  //所有位的十六進制表示均合法
                results_vec.push_back("IPv6");
            else
                results_vec.push_back("Neither");
        }
    }

    return results_vec;  
}

接下來main函數測試一下代碼：

int main()
{
    vector<string> ip_array = { "This is not an ip_address!", "192.168.1.1", "256.168.1.1", "0000:0123:ff00:00:ff:1234:00ff:1111" ,"0000:0123:ff00:00:ff:1234:00ff" };
    vector<string> results;
    results = checkIP(ip_array);
    for (vector<string>::iterator it = results.begin(); it != results.end(); ++it)
        cout << *it << endl;

    return 0;
}

結果：

//***output:
5
Neither
IPv4
Neither
IPv6
Neither
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