TinyURL 的加密与解密

题目来源

TinyURL是一种URL简化服务， 比如：当你输入一个URL https://leetcode.com/problems/design-tinyurl 时，它将返回一个简化的URL http://tinyurl.com/4e9iAk.

要求：设计一个 TinyURL 的加密 encode 和解密 decode 的方法。你的加密和解密算法如何设计和运作是没有限制的，你只需要保证一个URL可以被加密成一个TinyURL，并且这个TinyURL可以用解密方法恢复成原本的URL。

方法一：使用简单的计数

public class Codec {

    //根据次序存储加密前的url
    private Map<Integer,String> map=new HashMap<>();
    int count=0;

    //加密后的url后面根的是加密的次序，解密时根据这个次序从map中查找就可以得到原url
    public String encode(String longUrl) {
        map.put(count,longUrl);
        String shortUrl="http://tinyurl.com/"+count;
        count++;
        return shortUrl;
    }

    public String decode(String shortUrl) {
        int index = shortUrl.lastIndexOf("/");
        return map.get(Integer.valueOf(shortUrl.substring(index+1)));
    }
}

方法 2：使用出现次序加密

将url的出现次序看做62进制，将每一位映射到chars字符中，用对应的字符作为key，同时作为加密

class Codec {

    private String chars = "0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
    private HashMap<String, String> map = new HashMap<>();
    private int count = 0;

    public String getKey() {
        int c = count;
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        while (c > 0) {
            c--;
            sb.append(chars.charAt(c % 62));
            c /= 62;
        }
        return sb.toString();
    }

    public String encode(String longUrl) {
        String key = getKey();
        map.put(key, longUrl);
        count++;
        return "http://tinyurl.com/" + key;
    }

    public String decode(String shortUrl) {
        int index = shortUrl.lastIndexOf("/");
        return map.get(shortUrl.substring(index + 1));
    }
}

方法一和方法二存在的问题：

• 可加密的数目依赖int
• 加密后的不一定更短
• 容易预测

方法三：使用HashCode

class Codec {

    private HashMap<Integer, String> map = new HashMap<>();

    public String encode(String longUrl) {
        Integer key = longUrl.hashCode();
        map.put(key, longUrl);
        return "http://tinyurl.com/" + key;
    }

    public String decode(String shortUrl) {
        int index = shortUrl.lastIndexOf("/");
        return map.get(Integer.valueOf(shortUrl.substring(index + 1)));
    }
}

特点：

• 加密的数目依赖int，hashCode是int的
• 加密后的长度与原来长度没有直接关系
• 不同的url的hashCode可能相同
• 不容易预测

方法四：使用随机数

class Codec {

    private HashMap<Integer, String> map = new HashMap<>();
    private Random random=new Random();

    public String encode(String longUrl) {
        Integer key =random.nextInt(Integer.MAX_VALUE);
        map.put(key, longUrl);
        return "http://tinyurl.com/" + key;
    }

    public String decode(String shortUrl) {
        int index = shortUrl.lastIndexOf("/");
        return map.get(Integer.valueOf(shortUrl.substring(index + 1)));
    }
}

特点：

• 加密的数目依赖int
• 加密后的长度与原来长度没有直接关系
• 可能冲突
• 不容易预测

方法五：随机固定长度加密

class Codec {
    String chars = "0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
    HashMap<String, String> map = new HashMap<>();
    Random rand = new Random();

    public String getRand() {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < 6; i++) {
            sb.append(chars.charAt(rand.nextInt(62)));
        }
        return sb.toString();
    }

    public String encode(String longUrl) {
        String key = getRand();
        while (map.containsKey(key)) {
            key = getRand();
        }
        map.put(key, longUrl);
        return "http://tinyurl.com/" + key;
    }

    public String decode(String shortUrl) {
        int index = shortUrl.lastIndexOf("/");
        return map.get(shortUrl.substring(index + 1));
    }
}

特点：

• 可加密数目大，也好扩展数目
• 冲突可能小
• 长度固定
• 不可预测

总结
用一个map存原始url，key跟在加密后的url，解密根据这个key查找
不同的加密方法就是key的策略不同，从而影响可加密数量、长度、预测情况