前言
短網址，我想大家應該都見過，如果沒有，試着點擊下面這條鏈接 https://git.io/vSY4o，會跳到我的 GitHub 主頁，但是它確實比原始鏈接 https://github.com/hanzichi 要短了一些。關於短網址的作用，這里不作描述，本文主要講講如何實現一個簡單的短網址系統。
Leetcode 正好 有一題 與此有關，不妨一試。
思路
如果沒有接觸過短網址，不妨去 https://goo.gl/ 和 https://git.io/ 稍微體驗下。體驗的結果是，短網址都把網址壓縮成了六個字符，這是巧合嗎？
短網址整個運轉邏輯非常簡單，我們以 https://goo.gl/SfzlA2 為例，當我們訪問這個網址的時候，后端可以獲取 "SfzlA2" 這個字符串，然后跳轉到 https://github.com/hanzichi，很顯然，這個字符串和這個地址已經綁定，通過某種映射關系可以從 "SfzlA2" 獲取完整的地址。
那么，看起來我們只需要找到一個算法，能夠將一個長字符串壓縮成一個短的字符串，並且該算法應該是可逆的。但是實現這樣的文本壓縮算法，是非常困難的（不存在？），如果真有這么一個算法和逆運算，那么基本上現在的壓縮軟件都可以歇菜了，而世界上所有的信息（網址長度未知），都可以壓縮成固定長度個字符，這可能嗎？所以不要幻想使用壓縮算法，而且對於 URL 這種不超過 100 bytes 的字符串，壓縮算法的壓縮比通常都大於 1。
所以我們應該轉變思路。目前流行的短網址算法大概有兩種，一種是利用 md5，將長網址 md5 后，再進行分組壓縮，因為 md5 實質上是一種哈希算法，所以難免出現碰撞，當然，我們有解決哈希沖突的 N 種方法，但是這只會增加系統的復雜度，不推薦。另外一種是將網址和一個 62 進制數（0-9 & a-Z）對應，存入數據庫中，需要的時候，通過數據庫查詢提取。
實現
接着我們就根據以上的思路，來實現一個簡單的短網址系統。
我們先不考慮 62 進制的轉換，用 Map 來當做一個 k-v 的數據庫。當存入第一個網址的時候，假設我們的短網址是 xx.com/0，可以將 0 當做 key，將實際網址當做 value，需要查詢的時候直接提取，如果有新的短網址需要生成，將 key 自增。代碼如下。
let [p, index] = [new Map(), 0];
/**
* Encodes a URL to a shortened URL.
*
* @param {string} longUrl
* @return {string}
*/
var encode = function(longUrl) {
p.set(index, longUrl);
return index++;
};
/**
* Decodes a shortened URL to its original URL.
*
* @param {string} shortUrl
* @return {string}
*/
var decode = function(shortUrl) {
return p.get(shortUrl);
};
很顯然，用一個 62 進制數表示，短網址可以更短。我們可以自己實現一個簡單的 10 進制到 62 進制的轉換算法。
let [p, index] = [new Map(), 0];
var base62 = (n) => {
let str = '0123456789abcdefghigklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIGKLMNOPQRSTUVWXYZ';
let len = str.length;
let ret = '';
do {
ret += str[n % len];
n = ~~(n / len);
} while (n);
return ret;
};
/**
* Encodes a URL to a shortened URL.
*
* @param {string} longUrl
* @return {string}
*/
var encode = function(longUrl) {
let shortUrl = base62(index++);
p.set(shortUrl, longUrl);
return shortUrl;
};
/**
* Decodes a shortened URL to its original URL.
*
* @param {string} shortUrl
* @return {string}
*/
var decode = function(shortUrl) {
return p.get(shortUrl);
};
這樣實現的話實際的短網址的數量其實是受限的，理論上應該是（JavaScript）能表示的最大的整數。
其他
這樣的實現，還有一些其他的問題，比如短網址的長度並不是固定的，這點容易解決，補位即可。再比如，這些短網址，按照順序排列，並不顯得隨機，這也好辦，比如可以隨機生成六位字符串當作 key，而不是用整數的遞增，這樣的話，短網址數量也不受限了（可以增加短網址位數）。還有一點，相同的 URL 可能得到不同的短網址，這點可以另外加個哈希或者用 Set 去解決，還可以加個緩存來解決（在緩存時間內，重定向到相同地址，一旦緩存失效，重新分配 key）。
除了算法設計外，真正的系統還需要考慮很多，比如發號器的設計，比如緩存（掛個 Redis），比如跳轉，等等，本文只是拋磚引玉，這些就留給你們自己去思考了。
短網址系統的設計，其實依賴的並不是文本壓縮算法。有些時候，需要換個角度思考問題。