有一包含100亿条IP访问信息的文本文件，每一行是一个IPv4地址（如：192.168.1.1），要求对文件进行一遍扫描后输出所有出现过的IP地址（不能重复）。按下面三个不同的要求分别给出三个不同的实现类IPProcess1，IPProcess2，IPProcess3。需要实现的接口如下： interface IPProcess{ void process(File in, File out) throws IOException; } 可以添加辅助类，请添加详细的设计说明和注释来解释程序。 IPProcess1: 内存足够大，直接使用HashMap进行数据处理 IPProcess2: 假设可用内存为1G，在内存中实现处理过程。（提示：创建 byte数组，每一位表示一个IP地址，IPV4每位取值范围0-255，可采用位操作） IPProcess3: 假设内存非常少，必须在文件进行操作。（提示：使用RandomAccessFile, 可以使用read()， write()，read(byte[] b) ，write(byte[] b)，seek(long pos)，getFilePointer()方法 ）

IPProcess1实现：

import java.io.*;
import java.util.*;

public class IPProcess1 implements IPProcess {
    @Override
    public void process(File in, File out) throws IOException {
        Map<String, Integer> ipMap = new HashMap<>();
        BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(in));
        String line;
        while ((line = reader.readLine()) != null) {
            ipMap.put(line, 1);
        }
        reader.close();
        BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new FileWriter(out));
        for (String ip : ipMap.keySet()) {
            writer.write(ip + "\n");
        }
        writer.close();
    }
}

IPProcess1直接使用HashMap进行数据处理。将每行读入的IPv4地址作为key存入HashMap中，最后遍历HashMap输出所有出现过的IP地址。

IPProcess2实现：

import java.io.*;

public class IPProcess2 implements IPProcess {
    private static final int IP_LENGTH = 4; // IPv4地址长度
    private static final int MAX_VALUE = 255; // IPv4每位最大值
    private static final int MEMORY_SIZE = (int) Math.pow(MAX_VALUE + 1, IP_LENGTH); // 内存大小

    @Override
    public void process(File in, File out) throws IOException {
        byte[] memory = new byte[MEMORY_SIZE]; // 创建byte数组，每一位表示一个IP地址
        BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(in));
        String line;
        while ((line = reader.readLine()) != null) {
            String[] parts = line.split("\\.");
            int index = 0;
            for (int i = 0; i < IP_LENGTH; i++) {
                int value = Integer.parseInt(parts[i]);
                index = index * (MAX_VALUE + 1) + value; // 根据IP地址计算在数组中的位置
            }
            memory[index] = 1; // 将对应位置的byte数组值置为1
        }
        reader.close();
        BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new FileWriter(out));
        for (int i = 0; i < MEMORY_SIZE; i++) {
            if (memory[i] == 1) { // 遍历byte数组，输出所有为1的位置对应的IP地址
                int index = i;
                int[] parts = new int[IP_LENGTH];
                for (int j = IP_LENGTH - 1; j >= 0; j--) {
                    parts[j] = index % (MAX_VALUE + 1);
                    index /= (MAX_VALUE + 1);
                }
                writer.write(parts[0] + "." + parts[1] + "." + parts[2] + "." + parts[3] + "\n");
            }
        }
        writer.close();
    }
}

IPProcess2假设可用内存为1G，在内存中实现处理过程。创建byte数组，每一位表示一个IP地址，IPv4每位取值范围0-255，可采用位操作。读入每行IPv4地址后，根据IP地址计算在数组中的位置，将对应位置的byte数组值置为1。最后遍历byte数组，输出所有为1的位置对应的IP地址。

IPProcess3实现：

import java.io.*;

public class IPProcess3 implements IPProcess {
    private static final int IP_LENGTH = 4; // IPv4地址长度
    private static final int MAX_VALUE = 255; // IPv4每位最大值
    private static final int MEMORY_SIZE = (int) Math.pow(MAX_VALUE + 1, IP_LENGTH); // 内存大小

    @Override
    public void process(File in, File out) throws IOException {
        RandomAccessFile inRAF = new RandomAccessFile(in, "r");
        byte[] memory = new byte[MEMORY_SIZE]; // 创建byte数组，每一位表示一个IP地址
        String line;
        while ((line = inRAF.readLine()) != null) {
            String[] parts = line.split("\\.");
            int index = 0;
            for (int i = 0; i < IP_LENGTH; i++) {
                int value = Integer.parseInt(parts[i]);
                index = index * (MAX_VALUE + 1) + value; // 根据IP地址计算在数组中的位置
            }
            memory[index] = 1; // 将对应位置的byte数组值置为1
        }
        inRAF.close();
        RandomAccessFile outRAF = new RandomAccessFile(out, "rw");
        for (int i = 0; i < MEMORY_SIZE; i++) {
            if (memory[i] == 1) { // 遍历byte数组，输出所有为1的位置对应的IP地址
                int index = i;
                int[] parts = new int[IP_LENGTH];
                for (int j = IP_LENGTH - 1; j >= 0; j--) {
                    parts[j] = index % (MAX_VALUE + 1);
                    index /= (MAX_VALUE + 1);
                }
                String ip = parts[0] + "." + parts[1] + "." + parts[2] + "." + parts[3] + "\n";
                outRAF.write(ip.getBytes()); // 使用RandomAccessFile写入文件
            }
        }
        outRAF.close();
    }
}

IPProcess3假设内存非常少，必须在文件进行操作。使用RandomAccessFile读取输入文件，创建byte数组，每一位表示一个IP地址，IPv4每位取值范围0-255，可采用位操作。读入每行IPv4地址后，根据IP地址计算在数组中的位置，将对应位置的byte数组值置为1。最后遍历byte数组，输出所有为1的位置对应的IP地址，使用RandomAccessFile写入输出文件。