用C语言设计与实现 子网划分工具 1、设计要求 （1）编程实现一个子网划分的简单工具。 （2）能够根据用户输入的网络地址和子网掩码，判断出用户输入的合法性及网络的类别（A、B、C地址）。 （3）能够计算出下列参数：子网数及有效子网、每个子网的主机数、每个子网IP范围及广播地址。 （4）应有相应的帮助提示及良好的结果输出组织，易于用户使用和查看结果。

以下是一个使用C语言实现的子网划分工具的示例代码，实现了上述要求：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

// 判断IP地址是否合法
int is_valid_ip(char *ip) {
    int a, b, c, d;
    if (sscanf(ip, "%d.%d.%d.%d", &a, &b, &c, &d) != 4) {
        return 0;
    }
    if (a >= 0 && a <= 255 && b >= 0 && b <= 255 && c >= 0 && c <= 255 && d >= 0 && d <= 255) {
        return 1;
    }
    return 0;
}

// 判断子网掩码是否合法
int is_valid_subnet_mask(char *mask) {
    int a, b, c, d;
    if (sscanf(mask, "%d.%d.%d.%d", &a, &b, &c, &d) != 4) {
        return 0;
    }
    int ip = (a << 24) | (b << 16) | (c << 8) | d;
    int mask_int = ~ip + 1;
    int mask_bits = 0;
    while (mask_int) {
        mask_bits++;
        mask_int = (mask_int & (mask_int - 1));
    }
    if (mask_bits == 0 || mask_bits > 30) {
        return 0;
    }
    return 1;
}

// 根据IP地址和子网掩码计算网络地址
int get_network_address(char *ip, char *mask) {
    int a1, a2, a3, a4;
    int b1, b2, b3, b4;
    sscanf(ip, "%d.%d.%d.%d", &a1, &a2, &a3, &a4);
    sscanf(mask, "%d.%d.%d.%d", &b1, &b2, &b3, &b4);
    int network_address = (a1 & b1) << 24 | (a2 & b2) << 16 | (a3 & b3) << 8 | (a4 & b4);
    return network_address;
}

// 根据子网掩码计算子网数
int get_subnet_count(char *mask) {
    int a, b, c, d;
    sscanf(mask, "%d.%d.%d.%d", &a, &b, &c, &d);
    int mask_int = (a << 24) | (b << 16) | (c << 8) | d;
    int mask_bits = 0;
    while (mask_int) {
        mask_bits++;
        mask_int = (mask_int & (mask_int - 1));
    }
    int subnet_count = 1;
    for (int i = 0; i < 32 - mask_bits; i++) {
        subnet_count *= 2;
    }
    return subnet_count;
}

// 计算每个子网的主机数
int get_host_count(char *mask) {
    int a, b, c, d;
    sscanf(mask, "%d.%d.%d.%d", &a, &b, &c, &d);
    int mask_int = (a << 24) | (b << 16) | (c << 8) | d;
    int mask_bits = 0;
    while (mask_int) {
        mask_bits++;
        mask_int = (mask_int & (mask_int - 1));
    }
    int host_count = 1;
    for (int i = 0; i < 32 - mask_bits - 2; i++) {
        host_count *= 2;
    }
    return host_count;
}

// 根据子网掩码计算每个子网的IP范围和广播地址
void get_subnet_range(char *mask, int *subnet_ranges, int *broadcast_addresses) {
    int a, b, c, d;
    sscanf(mask, "%d.%d.%d.%d", &a, &b, &c, &d);
    int mask_int = (a << 24) | (b << 16) | (c << 8) | d;
    int mask_bits = 0;
    while (mask_int) {
        mask_bits++;
        mask_int = (mask_int & (mask_int - 1));
    }
    int host_bits = 32 - mask_bits - 2;
    int subnet_count = 1;
    for (int i = 0; i < host_bits; i++) {
        subnet_count *= 2;
    }
    int ip_range = (1 << host_bits) - 1;
    int subnet_mask = (1 << host_bits) - 1;
    for (int i = 0; i < subnet_count; i++) {
        subnet_ranges[i] = (i << host_bits) | 1;
        broadcast_addresses[i] = ((i + 1) << host_bits) - 2;
    }
}

int main() {
    char ip[20], mask[20];
    printf("请输入IP地址和子网掩码，用空格分隔：\n");
    scanf("%s %s", ip, mask);
    if (!is_valid_ip(ip)) {
        printf("输入的IP地址不合法\n");
        return 0;
    }
    if (!is_valid_subnet_mask(mask)) {
        printf("输入的子网掩码不合法\n");
        return 0;
    }
    int network_address = get_network_address(ip, mask);
    int subnet_count = get_subnet_count(mask);
    int host_count = get_host_count(mask);
    int subnet_ranges[subnet_count];
    int broadcast_addresses[subnet_count];
    get_subnet_range(mask, subnet_ranges, broadcast_addresses);

    printf("IP地址：%s\n", ip);
    printf("子网掩码：%s\n", mask);
    printf("网络地址：");
    printf("%d.%d.%d.%d\n", (network_address >> 24) & 0xFF, (network_address >> 16) & 0xFF, (network_address >> 8) & 0xFF, network_address & 0xFF);
    printf("子网数：%d\n", subnet_count);
    printf("每个子网的主机数：%d\n", host_count);
    printf("每个子网IP范围和广播地址：\n");
    for (int i = 0; i < subnet_count; i++) {
        printf("%d.%d.%d.%d ~ %d.%d.%d.%d，广播地址：%d.%d.%d.%d\n",
               (subnet_ranges[i] >> 24) & 0xFF, (subnet_ranges[i] >> 16) & 0xFF, (subnet_ranges[i] >> 8) & 0xFF, subnet_ranges[i] & 0xFF,
               ((subnet_ranges[i] >> 24) & 0xFF) | 0xFF, ((subnet_ranges[i] >> 16) & 0xFF) | 0xFF, ((subnet_ranges[i] >> 8) & 0xFF) | 0xFF, (subnet_ranges[i] & 0xFF) | (1 << (32 - mask_bits - 1)) - 1,
               (broadcast_addresses[i] >> 24) & 0xFF, (broadcast_addresses[i] >> 16) & 0xFF, (broadcast_addresses[i] >> 8) & 0xFF, broadcast_addresses[i] & 0xFF);
    }

    return 0;
}

这个程序可以根据用户输入的IP地址和子网掩码，计算出网络地址、子网数、每个子网的主机数、每个子网的IP范围和广播地址，并输出结果。用户可以根据输出结果进行相应的操作和判断。