笨办法学 Python · 续 练习 24:URL 快速路由
练习 24:URL 快速路由
原文:Exercise 24: Fast URL Search
译者:飞龙
协议:CC BY-NC-SA 4.0
自豪地采用谷歌翻译
我们将结束数据结构和算法的部分,并将数据结构用于实际问题。我已经写了几个 Web 服务器,一个不断出现的问题是,将 URL 路径匹配到“动作”。你会在每个 Web 框架,Web 服务器,和必须基于层次化的键来“路由”信息的任何东西中发现此问题。当你的 Web 服务器收到URL /do/this/stuff/
时,必须确定每个部分是否可能附加了某种操作或配置。如果你在/do/
配置了 Web 应用程序,那么你的网络服务器应该使用/this/stuff/
做什么呢?是否认为它是失败的,或将其传递给 Web 应用程序?如果/do/this/
中有一个目录怎么办?而且,如何快速检测到错误的 URL,因此你不必处理不存在的巨大请求?
这种层次化的搜索经常出现,这是对你将算法和数据结构应用于问题的能力,以及性能分析能力进行测试的最佳测试。
挑战练习
首先,请确定你了解 URL 是什么以及如何使用。如果没有,那么我建议你花时间去写一个带有一些复杂路由的小型 Flask 应用程序。这是你将要实现的路由。
接下来,你应该执行以下操作:
- 创建一个简单的基本的
URLRouter
类,你将为所有实现派生它。你应该可以对此URLRouter
执行以下操作:- 添加一个带有关联对象的新 URL。
- 获取 URL 的完全匹配。搜索
/DO/THIS/STUFF/
只返回正好是它的东西。 - 获取 URL 的最佳匹配。搜索
/DO/THIS/STUFF/
将匹配/DO/
,如果这是唯一的匹配。 - 获取以此 URL 开头的所有对象。
- 获取 URL 的最短匹配对象。搜索
/DO/THIS/STUFF/
会返回/DO/
而不是/DO/THIS/
。 - 获取 URL 的最长匹配对象。搜索
/DO/THIS/STUFF/
将返回/DO/THIS/
而不是/DO/
。
- 使用
TSTree
创建URLRouter
的子类,因为这样最容易了。确保测试了下面这些事情:- 不同长度的随机 URL 和路径,在
TSTREE
和你搜索的内容里面。 - 在不同情况下只寻找部分路径
- 完全不存在的路径
- 不同长度的随机 URL 和路径,在
- 存在和不存在的非常长的路径
- 一旦你让这个子类工作,并测试完毕,推广你的测试,所以你可以在所有打算完成的实现中运行它。
- 然后,尝试使用
DoubleLinkedList
,BSTree
,Dictionary
和 Python 的dict
来实现。确保你的泛用测试适用于所有这些。 - 一旦完成了,开始分析这些实现的不同操作的性能。
目标是看看与其他数据结构相比,TSTree
有多快。它可能会击败大多数东西,但也许 Python dict
多数情况会赢,因为它针对 Python 进行了优化。你甚至可以为每个操作猜测,哪个数据结构具有最佳性能。
研究性学习
- 我省略了
SuffixArray
,因为它类似于TSTree
,但为了使用它,你必须添加相同的操作。实现它,然后看看SuffixArray
如何比较。 - 研究你最喜欢的 Web 服务器或 Web 框架是如何实现的。你会发现很多使用 URL 人不知道什么是三叉搜索树,尽管它对于常见操作非常有用。
深入学习
如果你想深入了解算法和数据结构,我强烈推荐 Steven S. Skiena 的《The Algorithm Design Manual》一书。他的书使用 C,所以你可能需要先阅读《笨办法学 C》,以便能够浏览它。除此之外,它是一本很好的书,因为它涵盖了分析算法和数据结构的性能的理论和实现。
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