码德需求？这不就是产品给我留的数学作业！
作者：小傅哥 博客：https://bugstack.cn ❝ 沉淀、分享、成长，让自己和他人都能有所收获！😜 ❞ 目录 一、前言 二、代码就是对数学逻辑的具体实现 三、得物(毒) 8位随机抽奖码设计 1. 需求描述 2. 实现方案 四、总结 五、系列推荐 一、前言 图 15-1 写好代码的核心 为什么你的代码一坨坨？其实来自你有那么多为什么你要这样写代码！ 为什么你的代码那么多for循环？因为没有合理的数据结构和算法逻辑。 为什么你的代码那么多ifelse？因为缺少设计模式对业务场景的运用。 为什么你的程序应用复杂对接困难？因为没有良好的系统架构拆分和规划。 为什么你的程序逻辑开发交付慢返工多？因为不具备某些业务场景的开发经验。 为什么你的程序展现都是看上去不说人话？因为没有产品思维都是程序员逻辑的体现。 「最终」，所有的这些不合理交织在一起，就是你能看到的一坨坨的代码！「所以」，要想把代码写好、写美，写到自己愿意反复欣赏，那么基本需要你有一定的：基础能力(数据结构、算法逻辑、设计模式)、应用能力(系统架构、开发经验)、拓展能力(产品思维)，这三方面综合起来才能更好的开发程序。 但可能杠精会喊，我就写个CRUD要什么逻辑、什么数据结构，还算法？ 但写CRUD并不一定业务需求是CRUD，只是你的知识面和技术深度只能把它设计成CRUD，用ifelse和for循环在一个类里反复粘贴复制罢了。 可能同样的需求交给别人手里，就会想的更多搭建的更加完善。就像：树上10只鸟开一枪还剩下几只，你会想到什么？比如： 手抢是无声的吗？ 枪声大吗？ 这个城市打鸟犯不犯法？ 确定那只鸟被打死了？ 树上的鸟有没有聋子？ 有没有被关在笼子里或者绑在树上的鸟？ 旁边还有其他树吗？ 有残疾或者飞不动的鸟吗？ 有怀孕肚子里的鸟吗？ 打鸟的人眼睛花没花？ 保证是10只吗？ 有没有那种不怕死的鸟？ 会不会一枪打死两只或者更多？ 所有的鸟都可以自由活动飞离树以外吗？ 打死以后挂在树上还是掉下来了？ 所以，你还相信写程序只是简简单单的搞CRUD吗？接下来小傅哥再带着你搞几个例子看一看！ 二、代码就是对数学逻辑的具体实现 数据结构：数组、链表、红黑树 算法逻辑：哈希、扰动函数、负载因子、拉链寻址、 其实我们所开发的业务程序，哪怕是CRUD也都是对数学逻辑的具体实现过程。只不过简单的业务有简单的数学逻辑、复杂的业务有复杂的数学逻辑。数学逻辑是对数据结构的使用，(例如：把大象装进冰箱分几步)合理的数据的结构有利于数据逻辑的实现和复杂程度。 在我们常用的API中，HashMap 就是一个非常好的例子，既有非常好的数据结构的使用，也有强大的数学逻辑的实现。为此也让 HashMap 成为开发过程中非常常用的API，当然也成为面试过程中最常问的技术点。 图 15-2 HashMap中的数据结构和数学逻辑 「重点」，HashMap 中涉及的知识点非常多，包括数据结构的使用、数组、链表、红黑树，也包括算法逻辑的实现：哈希、扰动函数、负载因子、拉链寻址等等。而这些知识如果可以深入的搞清楚，是完全不需要死记硬背的，也不需要为了面试造火箭。就像如下问题： HashMap 怎么来的？因为有非常多业务开发中需要key、value的形式存放获取数据。 为什么要用哈希计算下标呢？因为哈希值求计算出的 key 具有低碰撞性。 为什么还要加扰动函数呀？因为扰动函数可以让数据散列的均匀，如果HashMap中的数据都碰撞成短链表，就会大大降低HashMap的索引性能。 为什么会有链表呢？因为无论如何都有会有节点碰撞的可能，碰撞后HashMap选择拉链寻址的方式存放数据。当然在 ThreadLocal 中采用的是斐波那契（Fibonacci）散列+开放寻址，感兴趣也可以看看。 为什么链表会转换树呢？因为时间复杂度问题，链表的时间复杂度是O(n)，越长越慢。 为什么树是红黑树呢？红黑树具有平衡性，也就是黑色节点是平衡的，平衡带来的效果就是控制整体树高，让时间复杂度最终保持在O(logn)，否则都是一丿的树就没意义了。 为什么有个负载因子呢？负载因子决定HashMap的高矮胖瘦，负载你可以理解成一辆卡车能装多少货，装的越多这一趟赚的也阅读风险也越高，装的越少跑的越快赚的也少。所以选择了适当大小0.75。 为什么JDK8优化了数据扩容时迁移？那不就是因为计算哈希值求下标耗费时间吗，已经找到了数学规律，直接迁移就可以了，提高性能。 「看到了吗？」 HashMap完全就是对数据结构的综合使用，以及对数学逻辑的完美结合，才让我们有了非常好用的HashMap。这些知识的学习就可以技术迁移到我们自己业务开发中，把有些业务开发优化到非常不错的性能体现上。同时你的代码也值得加薪！ 「哈希下标」 图 15-2 中涉及到的下标位置存放的数据，不是胡乱写的。是按照 HashMap 中的计算逻辑找到的固定位置值。代码如下： for(inti=1;i<1000;i++){ Stringkey=String.valueOf(i); inthash=key.hashCode()^(key.hashCode()>>>16); intidx=(64-1)&hash; if(idx==2){ // System.out.println(i +" Idx："+ idx); } if(idx==62){ System.out.println(i+" Idx："+idx); } } 如果你需要英文的，那么可以跑10万单词的字典表。关于HashMap的内容小傅哥已经整理到面经手册中，链接：面经手册 • 拿大厂Offer 三、得物(毒) 8位随机抽奖码设计 1. 需求描述 图 15-3 模仿得物(毒) APP抽奖码需求 图 15-3 是我们模拟得物APP中关于抽奖码需求的样式图，核心技术点包括： 需要一个8位的随机码，全局唯一。 每个人可以获得多个这样的随机码，随机码阅读中奖概率越大。 随机码我们这里的设计与毒App的展现形式略有不同，组成包括：大写字母、小写字母和数字。 在你没有看实现方案前，你可以先考虑下这样的唯一的随机码该怎样去生成。 2. 实现方案 2.1 基于Redis生成 intcodeId=RedisUtil.incr("codeUUID"); StringUUID=String.format("%08d",codeId); System.out.println(UUID); //测试结果 00000001 00000002 00000003 评分：⭐ 方案：基于 Redis 的 incr 方法，全局自增从0开始，以上是伪代码。 点评：以上方案不可用，除了并不一定能保证全局自增和可靠性外，有一个很大的问题是你的顺序自增，把APP有多少人参加活动的数据暴露了。 2.2 随机数生成 Randomrandom=newRandom(); StringBuffercode=newStringBuffer(); for(inti=0;i<8;i++){ intnumber=random.nextInt(3); switch(number){ case0: code.append((char)(random.nextInt(26)+65));//65~90 break; case1: code.append((char)(random.nextInt(26)+97));//97~122 break; case2: code.append((char)(random.nextInt(9)+48));//48~97 break; } } System.out.println(code.toString()); //测试结果 qvY0Fqrk 8uyehK3H U7z2v4qK 评分：⭐⭐ 方案：基于随机数生成8位随机码，相当于62^8次幂，有将近百万亿的随机数。 点评：此方案在很多业务场景中都有使用，但这里的实现还有一个问题，就是随性后的不唯一性，虽然我们知道这么大体量很难出现两个相同的。但如果随着业务运营日积月累的使用，终究会有两个一样的随机数，只要出现就会是客诉。所以还需要保证唯一性，可以在随机数中加入年或者月的标记，按照这个体量落库用防重方式保证唯一。 当然你还可以有其他的方式来保证唯一 2.3 基于雪花算法 finalstaticchar[]digits={'0','1','3','2','4','7','6','5','8', 'z','A','B','C','D','E','F','G','H','I','J','K','L', '9','a','b','c','d','e','f','g','h','i','j','k','l', 'm','n','o','p','q','r','s','t','u','v','w','x','y', 'M','N','O','P','Q','R','S','T','U','V','W','X','Y', 'Z','0','1',}; publicstaticvoidmain(String[]args){ SnowflakeIdWorkeridWorker=newSnowflakeIdWorker(0,0); System.out.println(idWorker.nextId()); longcode=idWorker.nextId(); char[]buf=newchar[64]; intcharPos=64; intradix=1<<6; longmask=radix-1; do{ buf[--charPos]=digits[(int)(code&mask)]; code>>>=6; }while(code!=0); System.out.println(newString(buf,charPos,(64-charPos))); } //测试结果 uxdDQOG001 uxd8Uoj001 uxdERuG000 评分：⭐⭐⭐ 方案：基于雪花算法的核心目的是，生成随机串的本身就是唯一值，那么就不需要考虑重复性。只需要将唯一值转换为对应64进制的字符串组合就可以了。 点评：这里的思路很好，但有几个问题需要解决。首先是雪花算法的长度是18位，在转换为64位时会会有10位长的随机字符串组合，不满足要求。另外大写字母、小写字母和数字组合是62个，还缺少2个不满足64个，所以需要后面补充两位，但这两位生成的组合数需要废弃。 「那么」，如果按照这个生成随机串且保证唯一的思路，就需要完善雪花算法，降低位数，在满足业务自身的情况下，控制生成长度。 「实现方案」，终究不会一次就完美，还需要不断的优化完善。除此之外也会有很多其他的思路，例如电商生成订单号的方案也可以考虑设计，另外你以为这就完事了？当你已经工作多年，那么你每一天其实都在解决技术问题也是数学问题，产品的需求也更像是数学作业！加油数学老师！ 四、总结 好的程序实现离不开数据结构的设计、逻辑算法的完善、设计模式的考量，再配合符合业务发展和程序设计的架构才能搭建出更加合理的程序。 在学习的过程中不要刻意去背答案、背套路，那不是理科内容的学习方式。只有你更多的去实践、去验证，让懂了就是真的懂，才更加舒心！ 本篇又扯到了这，想问一句你是害怕35岁，还是害怕自己能力不及年龄增长？ 想学就把知识学透，你骗不了面试官，只能骗自己！ 五、系列推荐 握草，你竟然在代码里下毒！ 一次代码评审，差点过不了试用期！ 数据结构，HashCode为什么使用31作为乘数？ HashMap核心知识，扰动函数、负载因子、扩容链表拆分，深度学习 HashMap数据插入、查找、删除、遍历，源码分析 bugstack虫洞栈 沉淀、分享、成长，让自己和他人都能有所收获！ 作者小傅哥多年从事一线互联网Java开发，从19年开始编写工作和学习历程的技术汇总，旨在为大家提供一个较清晰详细的核心技能学习文档。如果本文能为您提供帮助，请给予支持(关注、点赞、分享)！ 本文分享自微信公众号 - bugstack虫洞栈（bugstack）。 如有侵权，请联系 support@oschina.cn 删除。 本文参与“OSC源创计划”，欢迎正在阅读的你也加入，一起分享。
