在Golang中检查IP地址切片中IP的有效方法

Question

我正在用Golang开发网络应用程序。我有一个IP地址。每当出现请求时，我都会使用它net.LookupIP(host)来查找返回IP地址的主机IP地址net.IP。比较这些的最佳方法是什么？

顺便说一下，在Python中，我们有一个set数据结构，使得上述问题很容易解决，但是Go呢？

Answer 1

带“套”

建立我们的集合

SetGo中没有内置类型，但是您可以优雅地使用a map[Type]bool作为集合，例如：

// Create a set with 2 values in it: [1, 2]
m := map[int]bool{1: true, 2: true}

// Test an element:
fmt.Println(m[1]) // true
fmt.Println(m[3]) // false

// Set an element:
m[3] = true
fmt.Println(m[3]) // true

// Delete an element:
delete(m, 1)
fmt.Println(m[1]) // false

注意：我们利用了以下事实：如果键不在映射中，则对映射建立索引将导致值类型的值为零（false在的情况下）bool，可以正确地告知元素不在映射（集合）中。

在Go Playground上尝试一下。

使用net.IP在集

现在，我们只需要一个表示的类型net.IP就可以用作地图中的键类型。

不幸的是，net.IP它本身没有资格，因为它是一个片段：

type IP []byte

切片不可比。有关详细信息，请参见此问题：以键作为数组类型的哈希，以及以下内容：为什么Go中有数组？

一种简单的方法是将其转换为规范string值，我们就完成了。为此，我们可以简单地将IP的字节转换为十六进制string。但是IPv4地址可能表示为IPv6，因此我们应该首先将其转换为IPv6：

func Key(ip net.IP) string {
    return hex.EncodeToString(ip.To16())
}

注意：IP地址的字节可能不是有效的UTF-8编码string（这是Go将strings
存储在内存中的方式），但是stringGo中的值表示任意字节序列，因此以下操作也有效，简单得多并且效率更高：

func Key(ip net.IP) string {
    return string(ip.To16())  // Simple []byte => string conversion
}

我们可以使用这样的IP字符串作为键。使用IP填充地图以进行检查：

// Populate forbidden IPs:
forbIPs := map[string]bool{
    Key(ip1): true,
    Key(ip2): true,
}

// Now check a single IP:
ipToCheck := ...
if forbIPs[Key(ipToCheck)] {
    fmt.Println("Forbidden!")
} else {
    fmt.Println("Allowed.")
}

如果您要检查多个IP（由所返回net.LookupIP()），则这是一个for循环：

ips, err := net.LookupIP(host)
// Check err
for _, ip := range ips {
    if forbIPs[Key(ip)] {
        // FORBIDDEN!
    }
}

备用金钥类型

请注意，如上所述，切片是不可比较的，但数组是可比较的。因此我们也可以使用数组作为键。它看起来像这样：

func Key(ip net.IP) (a [16]byte) {
    copy(a[:], ip)
    return
}

// And the IP set:
forbIPs := map[[16]byte]bool{
    // ...
}

备择方案

排序切片

或者，我们可以简单地将禁止的IP存储在一个切片中[]net.IP，并 对其进行排序
。如果已排序，我们可以使用二进制搜索在其中找到IP（标准库sort.Search()）。

是的，O(log2(n))与O(1)上面的（哈希）映射解决方案相比，二进制搜索具有更高的复杂性。但是这种选择还有另一个优点：

枚举单个IP并不总是可行的。有时（通常）列出IP范围比较容易。第一个解决方案不适用于处理IP范围，但是该解决方案可能是：您还可以及时找到覆盖IP地址的范围O(log2(n))。