将IPv6地址转换为64位double

Question

IPv6地址是底层的128位无符号整数，因此它们的值范围为[0，3.40×10 ^ 38]

一个128位寄存器可以存储2 ^ 128（超过3.40×10 ^ 38）个不同的值。可以以128位存储的整数值的范围取决于所使用的整数表示形式。对于两种最常见的表示形式，范围是0到340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,455（2 ^ 128？1），表示为（无符号）二进制数， https：//en.wikipedia.org/wiki/128位

但是，无论使用哪种语言，双精度浮点变量都可以高达±1.79769313486231570e + 308，因此它绝对可以假定128位int可以且甚至可以包含所有值。

我确定有一个现成的功能/库/代码可以从IPv6 => double转换。任何人都可以发布代码来做到这一点，或链接吗？

谢谢

最好是PHP，但是您可以用其他语言发布代码，我将翻译成PHP。

PS我已经阅读了这个相关问题，可以双重使用来存储和安全地检索128位IPv6吗？但是IMO的答案是错误的，因为您不需要与IPv6地址（128位）具有相同位的变量。您只需要它能够假定IPv6可以具有的所有可能值。正如我上面所说，双精度数可以表示128位int甚至更多的可能值，尽管它仅仅是64位。

那怎么可能

这就是浮点寄存器的魔力。与整数计算相比，它们进行计算的CPU资源更多，但功能更强大。

编辑：为什么我需要这种转换：我有一个MySQL表，其IPv6地址定义为DECIMAL（39），这是一个39位的整数。如果是IPv6，我需要按访问者的地址查询该表。

Answer 1

但是，无论使用哪种语言，双精度浮点变量都可以高达±1.79769313486231570e + 308，因此它绝对可以假定128位int可以且甚至可以包含所有值。

这个假设是错误的。双精度浮点变量不能假定128位int可以具有所有值。

这是因为计算机科学中的浮点类型精度有限。一旦获得大于2 ^ 52的数字，就无法再表示该范围内的单个整数。您被限制为2 ^ 52、2 ^ 52 + 2、2 ^ 52 + 4、2 ^ 52 + 6，...直到达到2 ^ 53，这时您将失去更多的精度，仅代表值2 ^ 53、2 ^ 53 + 4、2 ^ 53 + 8、2 ^ 53 + 12，...

因此，例如，如果您的IPv6地址为2 ^ 52 + 1，则a double将无法表示该地址。

因此，不可能，无法在由double64位浮点值定义的空间中表示IPv6地址的整个范围。

请参见浮点数学是否已损坏？有关浮点数学在计算机中的工作方式的详细说明。

问题的一部分似乎是类型之间有些混淆。一个DECIMAL在计算机科学的类型不是同一种类型的的double类型。decimal类型通常是BigNum实现的一种。他们可能可以存储一个完整的IPv6地址，但不会仅用64位来存储。它会使用数据库实现所需的任何位数（可能多于128位，因为decimal通常是设计用于处理定点数学）。

如果您需要在数据库中保存的IPv6地址，您可能能够逃脱它与一个decimal(39)类型，但是，你应该使用这些，而不是一个是安全的：

• 显式大小的128位整数字段
• 一个16字节VARCHAR（或其他类似字符串的字段），每个字符节省8位
• 一个64字节的VARCHAR字段，用于将IP地址保存为十六进制编码的字符串（如它们通常的表示方式）。
• 一个22字节的VARCHAR字段，用于将IP地址保存为BASE64编码的字符串