Python實現(xiàn)短網(wǎng)址ShortUrl的Hash運算實例講解
本文實例講述了Python實現(xiàn)短網(wǎng)址ShortUrl的Hash運算方法。分享給大家供大家參考。具體如下:
shorturl實現(xiàn)常見的做法都是將原始Url存儲到數(shù)據(jù)庫,由數(shù)據(jù)庫返回一個對應(yīng)ID。
以下要實現(xiàn)的是不用數(shù)據(jù)庫支持就對原始URL進(jìn)行shorturl hash。說到這里我們很容易想到MD5,固定長度,沖突概率小,但是32個字符,太長?我們以MD5為基礎(chǔ),將其字符縮短,同時要保證一定數(shù)量范圍內(nèi)hash不會沖突。
我們分成兩個步驟來實現(xiàn)。
第一步算法:
① 將長網(wǎng)址用md5算法生成32位簽名串,分為4段,,每段8個字符;
② 對這4段循環(huán)處理,取每段的8個字符, 將他看成16進(jìn)制字符串與0x3fffffff(30位1)的位與操作,超過30位的忽略處理;
③ 將每段得到的這30位又分成6段,每5位的數(shù)字作為字母表的索引取得特定字符,依次進(jìn)行獲得6位字符串;
④ 這樣一個md5字符串可以獲得4個6位串,取里面的任意一個就可作為這個長url的短url地址。
(出現(xiàn)重復(fù)的幾率大約是n/(32^6) 也就是n/1,073,741,824,其中n是數(shù)據(jù)庫中記錄的條數(shù))
我們就得到了4個6位串,可是選哪個作為最終的hash結(jié)果呢,隨機選肯定是不行的,同樣的url兩次hash就會得出不同的結(jié)果。接下來根據(jù)原始url的特征進(jìn)行選擇,并且將hash沖突的可能性控制在同一個domain內(nèi):
第二步算法:
①從原始url中提取域名,提取數(shù)字(最多后6位);
②將所得的數(shù)字與4取模,根據(jù)所得的余數(shù)決定從第一步算法中得到的4個shorturl中選取哪一個;
③從域名中提取特征串:一級域名中的第一個字符和后面二個輔音(如果輔音不足2個取任意前兩個);
④域名特征串和選定的shorturl拼接成9位字符為最終的shorturl;
(后兩個步驟是將沖突控制在一個domain內(nèi))
ShortUrl.py
#encoding:utf-8
__author__ = 'James Lau'
import hashlib
import re
def __original_shorturl(url):
'''
算法:
① 將長網(wǎng)址用md5算法生成32位簽名串,分為4段,,每段8個字符;
② 對這4段循環(huán)處理,取每段的8個字符, 將他看成16進(jìn)制字符串與0x3fffffff(30位1)的位與操作,超過30位的忽略處理;
③ 將每段得到的這30位又分成6段,每5位的數(shù)字作為字母表的索引取得特定字符,依次進(jìn)行獲得6位字符串;
④ 這樣一個md5字符串可以獲得4個6位串,取里面的任意一個就可作為這個長url的短url地址。
(出現(xiàn)重復(fù)的幾率大約是n/(32^6) 也就是n/1,073,741,824,其中n是數(shù)據(jù)庫中記錄的條數(shù))
'''
base32 = ['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'
]
m = hashlib.md5()
m.update(url)
hexStr = m.hexdigest()
hexStrLen = len(hexStr)
subHexLen = hexStrLen / 8
output = []
for i in range(0,subHexLen):
subHex = '0x'+hexStr[i*8:(i+1)*8]
res = 0x3FFFFFFF & int(subHex,16)
out = ''
for j in range(6):
val = 0x0000001F & res
out += (base32[val])
res = res >> 5
output.append(out)
return output
def shorturl(url):
'''
算法:
①從原始url中提取域名,提取數(shù)字(最多后6位);
②將所得的數(shù)字與4取模,根據(jù)所得的余數(shù)決定從第一步算法中得到的4個shorturl中選取哪一個;
③從域名中提取特征串:一級域名中的第一個字符和后面二個輔音(如果輔音不足2個取任意前兩個);
④域名特征串和選定的shorturl拼接成9位字符為最終的shorturl;
(后兩個步驟是將沖突控制在一個domain內(nèi))
'''
match_full_domain_regex = re.compile(u'^https?:\/\/(([a-zA-Z0-9_\-\.]+[a-zA-Z0-9_\-]+\.[a-zA-Z]+)|([a-zA-Z0-9_\-]+\.[a-zA-Z]+)).*$')
match_full_domain = match_full_domain_regex.match(url)
if match_full_domain is not None:
full_domain = match_full_domain.group(1)
else:
return None
not_numeric_regex = re.compile(u'[^\d]+')
numeric_string = not_numeric_regex.sub(r'',url)
if numeric_string is None or numeric_string=='':
numeric_string = '0'
else:
numeric_string = numeric_string[-6:]
domainArr = full_domain.split('.')
domain = domainArr[1] if len(domainArr)==3 else domainArr[0]
vowels = 'aeiou0-9'
if len(domain)<=3:
prefix = domain
else:
prefix = re.compile(u'[%s]+'%vowels).sub(r'',domain[1:])
prefix = '%s%s'%(domain[0],prefix[:2]) if len(prefix)>=2 else domain[0:3]
t_shorturl = __original_shorturl(url)
t_choose = int(numeric_string)%4
result = '%s%s'%(prefix,t_shorturl[t_choose])
return result
希望本文所述對大家的Python程序設(shè)計有所幫助。
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