需求
做一个比赛的后台，参赛者报名成功后返回一个参赛码作为报名凭据，要求：
- 参赛码由大写字母和数字组合而成
- 参赛码必须 6 位
- 不同队伍的参赛码不同
分析
- 需求没有明说，但是极端情况，想必 6 位的纯数字或者纯字母也是可以的
- 6 位的数字和字母，可以有 3636363636*36 = 2176782336 种组合，绝对够用
- 参赛码不能相同，那就不能用单纯的随机了
方案
方案一
使用报名表的 ID，不足 6 位，左边补 0
优点
- 简单
- 不重复
缺点
- 没有字母
- 生成的参赛码是连续的，很容易被猜到
- 6 位数字，ID 跳几下就有可能冲上去了，如果 ID 有 7 位，就会重复
方案二
用随机生成参赛码，然后去数据库里查一下重复，如果重复就重新生成
优点
- 思路简单
- 36^6 大概 21 亿个组合，重复的概率还是很小的
- 参赛码作为凭据，肯定是索引字段，查询效率应该很高
缺点
- 每重复一次，就要多查一次数据库
- 越往后重复的概率越大
方案三
如果要保证唯一，用 ID 是最好的方式，但是 ID 是数字类型，要怎么把数字转成字符呢？
进制
16 进制是 0～F，那么 36 进制就是 0～Z 了
@Test
public void test3(){
System.out.println(Integer.toString(1,36)); // 输出1
System.out.println(Integer.toString(35,36)); // 输出z，记得转大写
System.out.println(Integer.toString(36,36)); // 输出10
}
将 ID 转成 36 进制，刚好就是数字和字母的组合，然后不足 6 位的用 0 补齐
优点
- 简单
- 不重复
缺点
- 连续的，容易被猜到
- 一开始时，生成的数据前五位都是0
- 0 和 O,1 和 I 容易被用户混淆，建议排除
方案四
0～9A～Z中，去掉容易混淆的 0和O，1和I，刚好还剩下 32 个字符，可以按照 Integer.toString(int i, int radix) 的源码，实现一个自己的进制转换方法
// 将正整数转换成 32 进制,注意数字不是从 0 开始的
private final static char[] digits = "23456789ABCDEFGHJKLMNPQRSTUVWXYZ".toCharArray();
private static String toDuoString(int i) {
if(i < 0 ){
throw new RuntimeException("请传入正整数");
}
char buf[] = new char[7];
int charPos = 6;
i = -i;
while (i <= -32) {
buf[charPos--] = digits[-(i % 32)];
i = i / 32;
}
buf[charPos] = digits[-i];
return new String(buf, charPos, (7 - charPos));
}
@Test
public void test4(){
System.out.println(toDuoString(1)); // 输出3
System.out.println(toDuoString(31)); // 输出Z
System.out.println(toDuoString(32)); // 输出32
}
优点
- 把易混淆数据筛出，提高用户体验
- 数据不重复
缺点
- 连续的，拿到三个参赛码就能猜到
- 一开始生成的数据，前五位都是2，不够随机
- 如果需求确认必须字母和数字的组合，则不满足需求
方案五
- 将 digits 中字符顺序打乱，降低被猜中概率
- 进一步缩小参赛码范围至 32^4, 剩下的两位一位生成字母，一位生成数字
- 将 ID 转换成 2 进制，然后转化成 20 位二进制字符串，不足的左边补 0
- 将二进制字符串切成 4 段，每段 5 位，转成十进制后，去取对应的 digits 元素
public class CodeMaker {
private static final char[] baseArray = "Q2WE3R4T5YU6PA7S8DFG9HJKLZXCVBNM".toCharArray();
private static final char[] numArray = "23456789".toCharArray();
private static final char[] letterArr = "ABCDEFGHJKLMNPQRSTUVWXYZ".toCharArray();
private static final Random random = new Random();
// 32*32*32*32 总共支持一百万的 id，超过就会重复
public static String makeSignCode(Integer id){
String idStr = Integer.toBinaryString(id);
String binary = StringUtils.leftPad(idStr,20,'0');
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append(letterArr[random.nextInt(24)]); // 第一位是随机生成字母，保证字符串中有字母
sb.append(baseArray[Integer.parseInt(binary.substring(0,5),2)]); // 第二位是 ID 的 0-5位
sb.append(baseArray[Integer.parseInt(binary.substring(5,10),2)]); // 第三位是 ID 的 5-10 位
sb.append(baseArray[Integer.parseInt(binary.substring(10,15),2)]);// 第四位是 ID 的 10-15 位
sb.append(baseArray[random.nextInt(32)]); // 第五位是随机生成数字，保证字符串中有数字
sb.append(baseArray[Integer.parseInt(binary.substring(5,10),2)]); // 第六位是 ID 的 15-20 位
return sb.toString();
}
优点
- 不连续，接近随机
- 灵活，如果需求变化，直接修改每个字符位的组合即可
缺点
- 实现复杂，基本上都是自己实现
- 有效位数减小了两位, 不过对于本次需求来说，还是绰绰有余了
后记
- 对于数据量小的情况，个人觉得方案二(随机生成，然后做重复校验)的方式也不错
- 目前的方式，也还是需要多读一次数据库，去拿入库的 ID
扩展
又有个新需求，随机生成 4 位纯数字，不能跟历史数据重复
方案
考虑到 4 位数字不算多，可以使用穷举法：
- 启动时将数据库中所有已经生成的数字拿出来 list1
- 生成 1000-9999 的数字列表 list2
- 将 list2 和 list1 共有的数据清除
- 生成数据时，随机从 list2 中返回元素，然后将该元素 remove 掉。
