两种JAVA实现短网址服务算法

下面是关于两种JAVA实现短网址服务算法的完整攻略。

一、算法介绍

在实现短网址服务时，通常需要将长URL转换为短字符串来实现，这时需要用到哈希算法。

解决方案一：MD5

MD5是一种广泛使用的哈希算法，它可以将任意长度的消息压缩为一个128位的哈希值。MD5哈希算法不可逆，因此可以很好地用来实现短网址服务。在此方案中，我们需要实现以下步骤：

1. 获取长URL；
2. 进行MD5哈希运算，得到长度为32的哈希值；
3. 截取哈希值的前6位字符，作为短字符串，可以表示64^6≈568亿种不同的可能，基本满足使用需求。

解决方案二：自增数

自增数是一种简单的方法，可以快速生成唯一的短字符串。该方法基于一个自增数，每次请求获取短字符串时，该自增数加一，并将其转换为62进制的短字符串。

例如，在开始时，自增数为1。第一次请求生成短字符串时，将自增数加1，得到2，然后将2转换为62进制，得到“2”。第二次请求生成短字符串时，将自增数加1，得到3，然后将3转换为62进制，得到“3”，以此类推。该方法虽然简单，但容易出现重复短字符串，因此需要实现一些辅助措施来避免重复。

二、JAVA代码实现

下面是两个JAVA代码示例，分别实现以上两种方法：

示例1：MD5算法

import java.math.BigInteger;
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.util.Random;

public class ShortURLUtil {

    /**
     * 获取短链接（MD5算法）
     * @param longUrl 长链接
     * @return 短链接
     */
    public static String getShortUrl(String longUrl) {
        // 生成MD5哈希值
        String md5 = MD5(longUrl.getBytes());
        // 截取前6位字符作为短链接
        String shortUrl = md5.substring(0, 6);
        return shortUrl;
    }

    /**
     * 计算MD5哈希值
     * @param bytes 需要哈希的数据
     * @return 哈希值
     */
    private static String MD5(byte[] bytes) {
        try {
            MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5");
            md.update(bytes);
            byte[] digest = md.digest();
            BigInteger bigInt = new BigInteger(1, digest);
            return bigInt.toString(16);
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }

}

示例2：自增数算法

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Random;

public class ShortURLUtil {

    /**
     * 短链接字符集
     */
    private static final String CHAR_SET = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789";

    /**
     * 自增数
     */
    private int count = 1;

    /**
     * 短链接与长链接的映射关系
     */
    private Map<String, String> urlMap = new HashMap<>();

    /**
     * 获取短链接（自增数算法）
     * @param longUrl 长链接
     * @return 短链接
     */
    public String getShortUrl(String longUrl) {
        String shortUrl = urlMap.get(longUrl);
        if (shortUrl != null) {
            return shortUrl;
        }
        shortUrl = toShortUrl(count);
        urlMap.put(longUrl, shortUrl);
        count++;
        return shortUrl;
    }

    /**
     * 将自增数转换为短链接
     * @param num 自增数
     * @return 短链接
     */
    private String toShortUrl(int num) {
        StringBuilder shortUrl = new StringBuilder();
        while (num != 0) {
            int remainder = num % 62;
            shortUrl.append(CHAR_SET.charAt(remainder));
            num /= 62;
        }
        // 不足6位，补充“0”
        while (shortUrl.length() < 6) {
            shortUrl.append("0");
        }
        return shortUrl.reverse().toString();
    }

}

以上示例包含了两种方法的具体实现：MD5方法需要使用Java标准库中的java.security.MessageDigest类，而自增数方法只需使用简单的数学操作即可。两种方法各有优缺点，选择哪种方法需要根据实际情况进行权衡。