URL的压缩算法紧张有两个设计目的,第一个便是让URL的长度有所减少,第二个则是能够唯一还原出来原来的URL。基于这两个目的我们一样平常可以采取哈希函数、数据库映射关系管理以及自定义编码等办法来实现URL的压缩。下面我们就来看看一些常见的URL压缩算法。
基于哈希函数基于哈希函数实现URL的压缩实现起来比较大略,但是可能会涌现哈希冲突。一样平常的操作步骤便是将一个URL输入到一个哈希函数中天生一个URL的唯一标识符,例如可以通过MD5、SHA-1等,然后将天生的哈希值转换成Base62的编码,这样做的目的便是减少字符串的长度,由于Base62包括大小写和数字一共只有62个字符。接下来便是将哈希值与原始URL的映射关系存储到数据库或者是其他的存储机制中,以便后续的还原。
详细算法实现如下所示。

import hashlibimport base64def shorten_url(url): # 利用SHA-256哈希函数天生URL的哈希值 hash_object = hashlib.sha256(url.encode()) hash_hex = hash_object.hexdigest() # 将哈希值转换为Base62编码 base62_encoded = base64.urlsafe_b64encode(hash_hex.encode()).decode()[:8] # 取前8位 return base62_encodeddef expand_url(short_url, url_mapping): # 从存储的映命中查找原始URL if short_url in url_mapping: return url_mapping[short_url] else: return None# 示例url_mapping = {}original_url = "https://www.example.com/some/very/long/url"short_url = shorten_url(original_url)url_mapping[short_url] = original_urlprint(f"Original URL: {original_url}")print(f"Shortened URL: {short_url}")print(f"Expanded URL: {expand_url(short_url, url_mapping)}")
上面的这种实现办法基本上是按照加密、存储、映射的思路来完成的。当然在实际开拓过程中我们还可以通过自定义编码的办法来实现。
基于自定义编码的办法通过自定义编码的办法我们可以掌握压缩之后的URL的长度,并且还可以有效的防止哈希冲突。通过原始的URL来天生一个唯一与之对应的短码,然后将这个短码转换成Base62的编码,然后将短码与URL做映射,这个映射关系的掩护便是我们实现的重点。如下所示。
import stringclass URLShortener: def __init__(self): self.url_mapping = {} self.id_counter = 0 self.alphabet = string.ascii_letters + string.digits # Base62字符集 def _encode(self, id): # 将整数ID转换为Base62编码 base62 = [] while id > 0: id, remainder = divmod(id, 62) base62.append(self.alphabet[remainder]) return ''.join(reversed(base62)) def shorten_url(self, url): # 天生短码 short_code = self._encode(self.id_counter) self.url_mapping[short_code] = url self.id_counter += 1 return short_code def expand_url(self, short_code): # 查找原始URL return self.url_mapping.get(short_code)# 示例shortener = URLShortener()original_url = "https://www.example.com/some/very/long/url"short_url = shortener.shorten_url(original_url)print(f"Original URL: {original_url}")print(f"Shortened URL: {short_url}")print(f"Expanded URL: {shortener.expand_url(short_url)}")
以上这种办法上风便是终极形成的URL的短码长度是可控的,然后我们可以自己办理哈希冲突的问题,缺陷便是须要自己掩护一个映射关系,当然这里提到的映射关系可能与上面的办法提到的映射关系类似,但也是有差异的,可以将这里的映射关系理解为哈希映射关系,只不过这里是自定义的映射关系。
总结上面的两种办法,看上去非常的类似,但是他们各自却有着各自得当的利用场景。第一种方法更适宜大略快速的实现,但须要处理哈希冲突;第二种方法则更精确,但须要掩护一个映射表。在实际的操作中,我们可以根据自己的实际利用场景来选择得当的算法来实现。