生成短鏈接的URL
假設你想做一個像微博短鏈接那樣的短鏈接服務,短鏈接服務生成的URL都非常短例如: http://t.cn/E70Piib, 我們應該都能想到鏈接中的E70Piib對應的就是存儲長鏈接地址的數據記錄的ID,可是這個有大小寫字母和數字構成的唯一ID是怎麽生成的呢,剛學編程的時候我們用的方法都試拼接一個足夠唯一的字符串(比如時間戳加用戶ID等等)然後再用MD5或者SHA1散列算法算出一個散列值,用這種方法得到的唯一ID有可能比原始的鏈接的長度還要長,所以如何來優雅的生成足夠短的字符串唯一ID呢?
我們先來看一個數學問題,普通的數字ID是用十進制來表示的,在十進制中每位都有10種可能(0-9),所以5位的十進制數能呈現最多 10*10*10*10*10=100,000
個ID。
現在如果用32進制來表達一個5位數字需要多少位呢?
<?php echo base_convert(10000,10,32);//答案是 ‘90g‘
32進制是數字和一些小些字母來組成,所以5位32進制可表達的唯一ID有 32*32*32*32*32=33,554,432
個,數量已經很大了。使用32進制也能生成比較短的字符串唯一ID,不過還有更好的解決方案,你也看到了上面短鏈接的唯一ID裏還包含大寫字母。接下來我們使用62進制轉換,將一個十進制數字轉化為對應的62進制表示(為什麽用62進制?數字加大小寫字母一共是62個)。常用的這幾個編程語言裏沒有提供62進制的轉換,所以就需要我們自己寫一個函數來進行10進制到62進制的轉換。
一)
function shorturl($value, $b = 62) { $base = ‘0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ‘; $r = $value % $b; $result = $base[$r]; $q = floor($value / $b); while ($q) { $r = $q % $b; $q = floor($q / $b); $result = $base[$r].$result; } return $result; }
二)
function shorturl($input) { $base32 = array ( ‘a‘, ‘b‘, ‘c‘, ‘d‘, ‘e‘, ‘f‘, ‘g‘, ‘h‘,‘i‘, ‘j‘, ‘k‘, ‘l‘, ‘m‘, ‘n‘, ‘o‘, ‘p‘,‘q‘, ‘r‘, ‘s‘, ‘t‘, ‘u‘, ‘v‘, ‘w‘, ‘x‘,‘y‘, ‘z‘, ‘0‘, ‘1‘, ‘2‘, ‘3‘, ‘4‘, ‘5‘); $hex = md5(‘prefix‘ . $input . ‘surfix‘); $hexLen = strlen($hex); $subHexLen = $hexLen / 8; $output = array(); for ($i = 0; $i < $subHexLen; $i++) { $subHex = substr($hex, $i * 8, 8); $int = 0x3FFFFFFF & (1 * (‘0x‘ . $subHex)); $out = ‘‘; for ($j = 0; $j < 6; $j++) { $val = 0x0000001F & $int; $out .= $base32[$val]; $int = $int >> 5; } $output = $out; } return $output; }
理解了將十進制正整數轉換成62進制的字符串表示形式的原理後,在任何編程語言裏都可以很輕松地實現一個轉換函數,下面再提供一個Python版本的 Base62.encode
:
#!/usr/bin/python # -*- coding=UTF-8 -*- from __future__ import print_function, division BASE62 = "0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ" def encode(num, alphabet=BASE62): """Encode a positive number in Base X Arguments: - `num`: The number to encode - `alphabet`: The alphabet to use for encoding """ if num == 0: return alphabet[0] arr = [] base = len(alphabet) while num: num, rem = divmod(num, base) arr.append(alphabet[rem]) arr.reverse() return ‘‘.join(arr)
Python函數註解
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python的divmod函數用第一個參數num除以第二個參數base,並以元組的形式返回商和余數。
-
因為divmod返回兩個元素構成的元組,在python中元組可以簡寫省略兩邊地括號,所以
num,rem=divmod(num,base)
是一個元組賦值表達式,並不是divmod函數返回了兩個返回值。
一億用62進制表示出來後的結果是 6LAze
, 生成的唯一字符串ID足夠短。短鏈接只是一個應用場景, base62
還可以應用到很多需要表示唯一ID的地方,這樣一來你就不用再使用那些哈希算法來生成那麽冗長的字符串了,雖然只是節省了一些空間但是這在高訪問量的URL和海量數據的存儲中還是能省下來不少資源的。
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