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用 PHP 和 Python 生成短链接服务的字符串 ID

Python编程开发 2018-10-29

我们先来看一个数学问题,普通的数字ID是用十进制来表示的,在十进制中每位都有10种可能(0-9),所以5位的十进制数能呈现最多 10*10*10*10*10=100,000个ID。

现在如果用32进制来表达一个5位数字需要多少位呢?

 
   
   
 
  1. <?php

  2. echo base_convert(10000, 10, 32); //答案是 '90g'

32进制是数字和一些小些字母来组成,所以5位32进制可表达的唯一ID有 32*32*32*32*32=33,554,432个,数量已经很大了。

使用32进制也能生成比较短的字符串唯一ID,不过还有更好的解决方案,你也看到了上面短链接的唯一ID里还包含大写字母。

接下来我们使用62进制转换,将一个十进制数字转化为对应的62进制表示(为什么用62进制?数字加大小写字母一共是62个)。

常用的这几个编程语言里没有提供62进制的转换,所以就需要我们自己写一个函数来进行10进制到62进制的转换。

 
   
   
 
  1. /**

  2. * Convert a numeric string from base 10 to another base.

  3. *

  4. * @param $value  decimal string

  5. * @param int $b  base , max is 62

  6. * @return string

  7. */

  8. function to_base($value, $b = 62)

  9. {

  10.    $base = '0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ';

  11.    $r = $value  % $b;

  12.    $result = $base[$r];

  13.    $q = floor($value / $b);

  14.    while ($q)

  15.    {

  16.        $r = $q % $b;

  17.        $q = floor($q / $b);

  18.        $result = $base[$r].$result;

  19.    }

  20.    return $result;

  21. }

  22. /**

  23. * Convert a 10 base numeric string to a 62 base string

  24. *

  25. * @param  int     $value

  26. * @return string

  27. */

  28. function base62_encode($value)

  29. {

  30.    return to_base($value, 62);

  31. }

定义好上面的函数后,让我们将100,000,000 转换成62进制试一试:

 
   
   
 
  1. echo base62_encode(100000000); //结果是6LAze

理解了将十进制正整数转换成62进制的字符串表示形式的原理后,在任何编程语言里都可以很轻松地实现一个转换函数,下面再提供一个Python版本的 Base62.encode

 
   
   
 
  1. #!/usr/bin/python

  2. # -*- coding=UTF-8 -*-

  3. from __future__ import print_function, division

  4. BASE62 = "0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"

  5. def encode(num, alphabet=BASE62):

  6.    """Encode a positive number in Base X

  7.    Arguments:

  8.    - `num`: The number to encode

  9.    - `alphabet`: The alphabet to use for encoding

  10.    """

  11.    if num == 0:

  12.        return alphabet[0]

  13.    arr = []

  14.    base = len(alphabet)

  15.    while num:

  16.        num, rem = divmod(num, base)

  17.        arr.append(alphabet[rem])

  18.    arr.reverse()

  19.    return ''.join(arr)

Python函数注解

  • python的divmod函数用第一个参数num除以第二个参数base,并以元组的形式返回商和余数。

  • 因为divmod返回两个元素构成的元组,在python中元组可以简写省略两边地括号,所以 num,rem=divmod(num,base)是一个元组赋值表达式,并不是divmod函数返回了两个返回值。

一亿用62进制表示出来后的结果是 6LAze , 生成的唯一字符串ID足够短。短链接只是一个应用场景, base62还可以应用到很多需要表示唯一ID的地方,这样一来你就不用再使用那些哈希算法来生成那么冗长的字符串了,虽然只是节省了一些空间但是这在高访问量的URL和海量数据的存储中还是能省下来不少资源的。

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