网络连接

按顺序处理 n 台机器的操作，每台机器分为服务机（Server）或客户机（Client），并附带一个地址串。需要先校验地址串是否符合 a.b.c.d:e 格式（数值不超界且无前导零），若非法输出 ERR；若合法，服务机需在未被占用时建立连接（成功输出 OK，重复输出 FAIL），客户机则尝试连接已建立的服务机（成功输出对应服务机编号，无匹配输出 FAIL）。

October 23, 2021CSP-J2分钟阅读

题目描述

TCP/IP 协议是网络通信领域的一项重要协议。今天你的任务，就是尝试利用这个协议，还原一个简化后的网络连接场景。

在本问题中，计算机分为两大类：服务机（Server）和客户机（Client）。服务机负责建立连接，客户机负责加入连接。

需要进行网络连接的计算机共有 $n$ 台，编号为 $1 \sim n$ ，这些机器将按编号递增的顺序，依次发起一条建立连接或加入连接的操作。

每台机器在尝试建立或加入连接时需要提供一个地址串。服务机提供的地址串表示它尝试建立连接的地址，客户机提供的地址串表示它尝试加入连接的地址。

一个符合规范的地址串应当具有以下特征：

必须形如 a.b.c.d:e 的格式，其中 $a, b, c, d, e$ 均为非负整数；
$0 \le a, b, c, d \le 255$ ， $0 \le e \le 65535$ ；
$a, b, c, d, e$ 均不能含有多余的前导 $0$ 。

相应地，不符合规范的地址串可能具有以下特征：

不是形如 a.b.c.d:e 格式的字符串，例如含有多于 $3$ 个字符 . 或多于 $1$ 个字符 : 等情况；
整数 $a, b, c, d, e$ 中某一个或多个超出上述范围；
整数 $a, b, c, d, e$ 中某一个或多个含有多余的前导 $0$ 。

例如，地址串 192.168.0.255:80 是符合规范的，但 192.168.0.999:80、192.168.00.1:10、192.168.0.1:088、192:168:0:1.233 均是不符合规范的。

如果服务机或客户机在发起操作时提供的地址串不符合规范，这条操作将被直接忽略。

在本问题中，我们假定凡是符合上述规范的地址串均可参与正常的连接，你无需考虑每个地址串的实际意义。

由于网络阻塞等原因，不允许两台服务机使用相同的地址串，如果此类现象发生，后一台尝试建立连接的服务机将会无法成功建立连接；除此之外，凡是提供符合规范的地址串的服务机均可成功建立连接。

如果某台提供符合规范的地址的客户机在尝试加入连接时，与先前某台已经成功建立连接的服务机提供的地址串相同，这台客户机就可以成功加入连接，并称其连接到这台服务机；如果找不到这样的服务机，则认为这台客户机无法成功加入连接。

请注意，尽管不允许两台不同的服务机使用相同的地址串，但多台客户机使用同样的地址串，以及同一台服务机同时被多台客户机连接的情况是被允许的。

你的任务很简单：在给出每台计算机的类型以及地址串之后，判断这台计算机的连接情况。

输入格式

第一行，一个正整数 $n$ 。

接下来 $n$ 行，每行两个字符串 $\mathit{op}, \mathit{ad}$ ，按照编号从小到大给出每台计算机的类型及地址串。

其中 $\mathit{op}$ 保证为字符串 Server 或 Client 之一， $\mathit{ad}$ 为一个长度不超过 $25$ 的，仅由数字、字符 . 和字符 : 组成的非空字符串。

每行的两个字符串之间用恰好一个空格分隔开，每行的末尾没有多余的空格。

输出格式

输出共 $n$ 行，每行一个正整数或字符串表示第 $i$ 台计算机的连接状态。其中：

如果第 $i$ 台计算机为服务机，则：

如果其提供符合规范的地址串且成功建立连接，输出字符串 OK。
如果其提供符合规范的地址串，但由于先前有相同地址串的服务机而无法成功建立连接，输出字符串 FAIL。
如果其提供的地址串不是符合规范的地址串，输出字符串 ERR。

如果第 $i$ 台计算机为客户机，则：

如果其提供符合规范的地址串且成功加入连接，输出一个正整数表示这台客户机连接到的服务机的编号。
如果其提供符合规范的地址串，但无法成功加入连接时，输出字符串 FAIL。
如果其提供的地址串不是符合规范的地址串，输出字符串 ERR。

样例

输入样例 1

5
Server 192.168.1.1:8080
Server 192.168.1.1:8080
Client 192.168.1.1:8080
Client 192.168.1.1:80
Client 192.168.1.1:99999

输出样例 1

OK
FAIL
1
FAIL
ERR

输入样例 2

10
Server 192.168.1.1:80
Client 192.168.1.1:80
Client 192.168.1.1:8080
Server 192.168.1.1:80
Server 192.168.1.1:8080
Server 192.168.1.999:0
Client 192.168.1.1.8080
Client 192.168.1.1:8080
Client 192.168.1.1:80
Client 192.168.1.999:0

输出样例 2

OK
1
FAIL
FAIL
OK
ERR
ERR
5
1
ERR

样例解释 1

计算机 $1$ 为服务机，提供符合规范的地址串 192.168.1.1:8080，成功建立连接；

计算机 $2$ 为服务机，提供与计算机 $1$ 相同的地址串，未能成功建立连接；

计算机 $3$ 为客户机，提供符合规范的地址串 192.168.1.1:8080，成功加入连接，并连接到服务机 $1$ ；

计算机 $4$ 为客户机，提供符合规范的地址串 192.168.1.1:80，找不到服务机与其连接；

计算机 $5$ 为客户机，提供的地址串 192.168.1.1:99999 不符合规范。

数据范围

测试点编号	$n \le$	特殊性质
$1$	$10$	性质 1 2 3
$2 \sim 3$	$100$	性质 1 2 3
$4 \sim 5$	$1000$	性质 1 2 3
$6 \sim 8$	$1000$	性质 1 2
$9 \sim 11$	$1000$	性质 1
$12 \sim 13$	$1000$	性质 2
$14 \sim 15$	$1000$	性质 4
$16 \sim 17$	$1000$	性质 5
$18 \sim 20$	$1000$	无特殊性质

“性质 1”为：保证所有的地址串均符合规范； “性质 2”为：保证对于任意两台不同的计算机，如果它们同为服务机或者同为客户机，则它们提供的地址串一定不同； “性质 3”为：保证任意一台服务机的编号都小于所有的客户机； “性质 4”为：保证所有的地址串均形如 a.b.c.d:e 的格式，其中 $a, b, c, d, e$ 均为不超过 ${10}^9$ 且不含有多余前导 $0$ 的非负整数； “性质 5”为：保证所有的地址串均形如 a.b.c.d:e 的格式，其中 $a, b, c, d, e$ 均为只含有数字的非空字符串。

对于 $100 \%$ 的数据，保证 $1 \le n \le 1000$ 。

这是一道大模拟与字符串解析题，由于数据规模较小（ $n \le 1000$ ），算法的重点在于精准判断字符串格式是否合法，以及使用高效的数据结构进行服务机地址的匹配。

对于输入的每一行命令，处理分为两步：

- 先校验地址串是否满足标准的 a.b.c.d:e 格式。
- 检查数值范围： $a, b, c, d \in [0, 255]$ ，且 $e \in [0, 65535]$ 。
- 检查前导零：除了数字本身为 0 的情况外，不能包含前导零（例如 01 是不合法的）。
- 若不合法，直接输出 ERR。
如果操作是 Server：
- 查询该地址串是否已被成功建立过的服务机占用。
- 若已占用，输出 FAIL。
- 若未占用，记录该地址串与当前机器编号 $i$ 的映射关系，并输出 OK。
如果操作是 Client：
- 查询该地址串是否有服务机在监听。
- 若有，输出该服务机的编号 $i$ 。
- 若无，输出 FAIL。

可以通过 sscanf 函数结合格式格式化校验，或者手动校验。利用 C++ 的 sscanf 可以非常简洁地解析，但为了防止非法字符绕过，还需要校验重新拼接后的字符串与原字符串是否完全一致。

sscanf 技巧：

利用 sscanf(s.c_str(), "%lld.%lld.%lld.%lld:%lld", &a, &b, &c, &d, &e) 提取 5 个数字。

为了验证格式（是否有多余字符、多余前导零、超出范围），可以将提取出的 a, b, c, d, e 用 sprintf 或 to_string 重新按 a.b.c.d:e 格式拼回字符串 t。

如果 s == t 且数值范围均合法，则原字符串必定完全合法！这种方法能完美规避绝大多数格式陷阱（如前导零、多余的符号等）。

因为需要根据合法地址串快速查找对应的服务机编号，使用 C++ STL 中的 map<string, int> 即可。
插入和查找的时间复杂度为 $\mathcal{O}(\log n)$ ，总时间复杂度为 $\mathcal{O}(n \log n)$ ，在 $n \le 1000$ 下可以轻松通过（运行时间远小于 1.00s）。

#include <iostream>
#include <string>
#include <map>
#include <cstdio>

using namespace std;

// 检查地址串是否合法
bool check(const string& s) {
    long long a, b, c, d, e;

    // 尝试按照指定格式解析出 5 个整数
    int ret = sscanf(s.c_str(), "%lld.%lld.%lld.%lld:%lld", &a, &b, &c, &d, &e);

    // 如果解析出的整数个数不等于 5 个，说明格式错误
    if (ret != 5) return false;

    // 检查范围是否合法
    if (a < 0 || a > 255) return false;
    if (b < 0 || b > 255) return false;
    if (c < 0 || c > 255) return false;
    if (d < 0 || d > 255) return false;
    if (e < 0 || e > 65535) return false;

    // 重新按格式拼接，验证是否有前导零或多余字符
    char buf[100];
    sprintf(buf, "%lld.%lld.%lld.%lld:%lld", a, b, c, d, e);

    // 原字符串与重新格式化的字符串必须完全一致
    return s == string(buf);
}

int main() {
    // 优化标准输入输出速度
    ios::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(nullptr);

    int n;
    if (!(cin >> n)) return 0;

    map<string, int> server_map; // 保存合法服务机的 <地址串, 编号>

    for (int i = 1; i <= n; ++i) {
        string op, ad;
        cin >> op >> ad;

        // 1. 检查地址规范
        if (!check(ad)) {
            cout << "ERR\n";
            continue;
        }

        // 2. 根据操作类型进行处理
        if (op == "Server") {
            if (server_map.count(ad)) {
                cout << "FAIL\n"; // 地址已经被其他服务机占用
            } else {
                server_map[ad] = i; // 记录服务机编号
                cout << "OK\n";
            }
        } else if (op == "Client") {
            if (server_map.count(ad)) {
                cout << server_map[ad] << "\n"; // 连接成功，输出服务机编号
            } else {
                cout << "FAIL\n"; // 找不到可连接的服务机
            }
        }
    }

    return 0;
}

时间复杂度： $\mathcal{O}(n \cdot \vert{}S\vert{} \log n)$ ，其中 $\vert{}S\vert{} \le 25$ 为字符串最大长度。每次 check 耗时 $\mathcal{O}(\vert{}S\vert{})$ ，map 查找/插入耗时 $\mathcal{O}(\vert{}S\vert{} \log n)$ 。总运算量不超过 $10^5$ 次操作，运行时间在 0.05 秒以内。
空间复杂度： $\mathcal{O}(n \cdot \vert{}S\vert{})$ ，主要用于 map 存储建立成功的服务机地址信息。内存开销极小。