IP地址合法性检测与子网判断程序设计

IP地址的合法性及子网判断是一个关键的计算机网络概念，涉及到了IP地址的基本结构、验证规则以及子网划分的相关知识。在设计一个程序来实现这个功能时，首先需要理解以下几个要点： 1. **IP地址格式**：一个合法的IP地址由四个数字组成，每个数字范围在0到255之间，且中间用句点分隔，如"192.168.1.1"。程序通过`strtok`函数将输入的IP字符串按照"."分割，检查每一段的长度是否为1，并确保没有非法字符。 2. **合法性判断**：对于输入的IP地址，检查其是否包含四个部分，每个部分不超过3个字符（去除句点）。同时，每个数字不能超过255。例如，非法的IP地址可能包括非数字字符或者超出范围的数值，如"123.23$.2.1"。 3. **子网掩码**：子网掩码用于标识网络部分和主机部分，通常用二进制表示。在设计中，需要根据用户提供的子网掩码数值，如"/24"表示连续的24位为1，剩余8位为0，来确定网络前缀。 4. **子网判断**：判断给定的IP地址是否属于指定的子网。这需要根据子网掩码计算网络地址（IP与掩码按位与运算），然后比较网络地址是否与输入的IP地址相等。如果两者相等，说明IP地址属于子网。 5. **主机数量计算**：利用子网掩码的网络部分确定子网的主机数量。例如，/24的子网最多可以容纳256 - 2^8（256台主机，减去网络地址占用的主机数量）。 6. **输出结果**：程序应该提供清晰的反馈，包括IP地址、子网掩码的合法性检查结果，以及IP地址是否属于子网，以及子网可以容纳的最大主机数量。 在整个设计过程中，学生将加深对IP地址工作原理的理解，提高编程技巧，学会如何处理输入验证和逻辑判断，同时提升团队协作和问题解决能力。此外，查阅相关资料也是学习的关键步骤，能够帮助他们培养独立研究和解决问题的能力。通过这个课程设计，不仅检验了学生的理论知识，也提升了他们的实践技能。