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设计一个验证系统
你需要设计一个包含验证码的验证系统。每一次验证中,用户会收到一个新的验证码,这个验证码在 currentTime 时刻之后 timeToLive 秒过期。如果验证码被更新了,那么它会在 currentTime (可能与之前的 currentTime 不同)时刻延长 timeToLive 秒。 请你实…
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代码语言
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相关题
当前训练重点
中等 · 链表指针操作
答案摘要
我们可以简单维护一个哈希表 ,键为 `tokenId`,值为过期时间。 - `generate` 操作时,将 `tokenId` 作为键,`currentTime + timeToLive` 作为值存入哈希表 中。
Interview AiBoxInterview AiBox 实时 AI 助手,陪你讲清 链表指针操作 题型思路
题目描述
你需要设计一个包含验证码的验证系统。每一次验证中,用户会收到一个新的验证码,这个验证码在 currentTime 时刻之后 timeToLive 秒过期。如果验证码被更新了,那么它会在 currentTime (可能与之前的 currentTime 不同)时刻延长 timeToLive 秒。
请你实现 AuthenticationManager 类:
AuthenticationManager(int timeToLive)构造AuthenticationManager并设置timeToLive参数。generate(string tokenId, int currentTime)给定tokenId,在当前时间currentTime生成一个新的验证码。renew(string tokenId, int currentTime)将给定tokenId且 未过期 的验证码在currentTime时刻更新。如果给定tokenId对应的验证码不存在或已过期,请你忽略该操作,不会有任何更新操作发生。countUnexpiredTokens(int currentTime)请返回在给定currentTime时刻,未过期 的验证码数目。
如果一个验证码在时刻 t 过期,且另一个操作恰好在时刻 t 发生(renew 或者 countUnexpiredTokens 操作),过期事件 优先于 其他操作。
示例 1:
输入: ["AuthenticationManager", "renew", "generate", "countUnexpiredTokens", "generate", "renew", "renew", "countUnexpiredTokens"] [[5], ["aaa", 1], ["aaa", 2], [6], ["bbb", 7], ["aaa", 8], ["bbb", 10], [15]] 输出: [null, null, null, 1, null, null, null, 0] 解释: AuthenticationManager authenticationManager = new AuthenticationManager(5); // 构造 AuthenticationManager ,设置timeToLive= 5 秒。 authenticationManager.renew("aaa", 1); // 时刻 1 时,没有验证码的 tokenId 为 "aaa" ,没有验证码被更新。 authenticationManager.generate("aaa", 2); // 时刻 2 时,生成一个 tokenId 为 "aaa" 的新验证码。 authenticationManager.countUnexpiredTokens(6); // 时刻 6 时,只有 tokenId 为 "aaa" 的验证码未过期,所以返回 1 。 authenticationManager.generate("bbb", 7); // 时刻 7 时,生成一个 tokenId 为 "bbb" 的新验证码。 authenticationManager.renew("aaa", 8); // tokenId 为 "aaa" 的验证码在时刻 7 过期,且 8 >= 7 ,所以时刻 8 的renew 操作被忽略,没有验证码被更新。 authenticationManager.renew("bbb", 10); // tokenId 为 "bbb" 的验证码在时刻 10 没有过期,所以 renew 操作会执行,该 token 将在时刻 15 过期。 authenticationManager.countUnexpiredTokens(15); // tokenId 为 "bbb" 的验证码在时刻 15 过期,tokenId 为 "aaa" 的验证码在时刻 7 过期,所有验证码均已过期,所以返回 0 。
提示:
1 <= timeToLive <= 1081 <= currentTime <= 1081 <= tokenId.length <= 5tokenId只包含小写英文字母。- 所有
generate函数的调用都会包含独一无二的tokenId值。 - 所有函数调用中,
currentTime的值 严格递增 。 - 所有函数的调用次数总共不超过
2000次。
解题思路
方法一:哈希表
我们可以简单维护一个哈希表 ,键为 tokenId,值为过期时间。
generate操作时,将tokenId作为键,currentTime + timeToLive作为值存入哈希表 中。renew操作时,如果tokenId不在哈希表 中,或者currentTime >= d[tokenId],则忽略该操作;否则,更新d[tokenId]为currentTime + timeToLive。countUnexpiredTokens操作时,遍历哈希表 ,统计未过期的tokenId个数。
时间复杂度方面,generate 和 renew 操作的时间复杂度均为 ,countUnexpiredTokens 操作的时间复杂度为 ,其中 为哈希表 的键值对个数。
空间复杂度为 ,其中 为哈希表 的键值对个数。
class AuthenticationManager:
def __init__(self, timeToLive: int):
self.t = timeToLive
self.d = defaultdict(int)
def generate(self, tokenId: str, currentTime: int) -> None:
self.d[tokenId] = currentTime + self.t
def renew(self, tokenId: str, currentTime: int) -> None:
if self.d[tokenId] <= currentTime:
return
self.d[tokenId] = currentTime + self.t
def countUnexpiredTokens(self, currentTime: int) -> int:
return sum(exp > currentTime for exp in self.d.values())
# Your AuthenticationManager object will be instantiated and called as such:
# obj = AuthenticationManager(timeToLive)
# obj.generate(tokenId,currentTime)
# obj.renew(tokenId,currentTime)
# param_3 = obj.countUnexpiredTokens(currentTime)
复杂度分析
| 指标 | 值 |
|---|---|
| 时间 | complexity depends on how efficiently expired tokens are removed during generate, renew, and count operations, typically O(1) for hash map access and O(1) pointer updates in a doubly-linked list. Space complexity is O(n), proportional to the number of active tokens stored in the map and linked list. |
| 空间 | Depends on the final approach |
面试官常问的追问
外企场景- question_mark
Are you tracking expiry times efficiently for all operations?
- question_mark
Can you remove expired tokens without scanning the entire data structure?
- question_mark
How does your pointer manipulation prevent stale token counts?
常见陷阱
外企场景- error
Failing to remove expired tokens before renew or count operations, leading to incorrect results.
- error
Using only a hash map without ordering by expiry, resulting in inefficient countUnexpiredTokens operations.
- error
Incorrectly updating linked-list pointers during renew, leaving dangling nodes and inaccurate token state.
进阶变体
外企场景- arrow_right_alt
Change the system to allow multiple tokens per user, requiring additional mapping from userId to token nodes.
- arrow_right_alt
Implement the system using a min-heap instead of a linked list for ordered expiration.
- arrow_right_alt
Support bulk renewal of all tokens before a given currentTime, requiring batch pointer updates.