Python中唯一的十六进制短字符串

我需要在Python 3中生成一个唯一的十六进制字符串，该字符串满足以下要求：

它应该包含6个字符

它不应该只包含数字。必须至少有一个字符

这些生成的字符串应该是随机的。它们不应该按任何顺序排列

冲突的可能性应该是最小的

我考虑过uuid4（）。但问题是，它生成的字符串包含太多字符，并且生成的字符串的任何子字符串在某个点上都可能包含所有数字（即没有字符）

有没有其他方法来满足这些条件？提前谢谢

编辑

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我们可以使用哈希来满足上述要求吗？

注意：更新了十六进制唯一字符串的答案。早些时候，我假设为alhanumeric字符串

您可以使用

uuid

和

random

库创建自己独特的函数

>>> import uuid
>>> import random
# Step 1: Slice uuid with 5 i.e. new_id = str(uuid.uuid4())[:5] 
# Step 2: Convert string to list of char i.e. new_id = list(new_id)
>>> uniqueval = list(str(uuid.uuid4())[:5])
# uniqueval = ['f', '4', '4', '4', '5']

# Step 3: Generate random number between 0-4 to insert new char i.e.
#         random.randint(0, 4)
# Step 4: Get random char between a-f (for Hexadecimal char) i.e.
#         chr(random.randint(ord('a'), ord('f')))
# Step 5: Insert random char to random index
>>> uniqueval.insert(random.randint(0, 4), chr(random.randint(ord('a'), ord('f'))))
# uniqueval = ['f', '4', '4', '4', 'f', '5']

# Step 6: Join the list
>>> uniqueval = ''.join(uniqueval)
# uniqueval = 'f444f5'

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注意：更新了十六进制唯一字符串的答案。早些时候，我假设为alhanumeric字符串

您可以使用

uuid

和

random

库创建自己独特的函数

>>> import uuid
>>> import random
# Step 1: Slice uuid with 5 i.e. new_id = str(uuid.uuid4())[:5] 
# Step 2: Convert string to list of char i.e. new_id = list(new_id)
>>> uniqueval = list(str(uuid.uuid4())[:5])
# uniqueval = ['f', '4', '4', '4', '5']

# Step 3: Generate random number between 0-4 to insert new char i.e.
#         random.randint(0, 4)
# Step 4: Get random char between a-f (for Hexadecimal char) i.e.
#         chr(random.randint(ord('a'), ord('f')))
# Step 5: Insert random char to random index
>>> uniqueval.insert(random.randint(0, 4), chr(random.randint(ord('a'), ord('f'))))
# uniqueval = ['f', '4', '4', '4', 'f', '5']

# Step 6: Join the list
>>> uniqueval = ''.join(uniqueval)
# uniqueval = 'f444f5'

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这里有一个简单的方法，可以从所有允许的字符串中均匀采样。统一采样使冲突尽可能少，除了保留以前密钥的日志或使用基于计数器的哈希（见下文）之外

或者，这里有一种更为复杂的方法，它也可以统一采样，但不使用任何开放式循环：

import random, bisect
digits = '0123456789'
letters = 'abcdef'
all_chars = digits + letters
length = 6

# find how many valid strings there are with their first letter in position i
pos_weights = [10**i * 6 * 16**(length-1-i) for i in range(length)]
pos_c_weights = [sum(pos_weights[0:i+1]) for i in range(length)]

# choose a random slot among all the allowed strings
r = random.randint(0, pos_c_weights[-1])

# find the position for the first letter in the string
first_letter = bisect.bisect_left(pos_c_weights, r)

# generate a random string matching this pattern
val = ''.join(
    [random.choice(digits) for i in range(first_letter)]
    + [random.choice(letters)]
    + [random.choice(all_chars) for i in range(first_letter + 1, length)]
)

# now val is a suitable string
print val
# 4a99f0

最后，这里有一个更复杂的方法，它使用随机数

r

直接索引到允许值的整个范围，也就是说，它将0-15777216范围内的任何数字转换成合适的十六进制字符串。这可以用来完全避免冲突（下文将详细讨论）

这种方法产生11个结果的几率为0.5，或者01或10的几率为0.25，因此会增加11个结果之间发生碰撞的风险

您可以尝试如下改进：做三个随机的二进制选择。第一个选项将按字符串中的原样使用。如果第一个选项为0，则第二个选项将转换为1；否则，它将按原样添加到字符串中。第三个选项将确定插入第二个选项的位置。那么你就有了以下可能的结果：

0 0 0 -> 10 (second choice converted to 1)
0 0 1 -> 01 (second choice converted to 1)
0 1 0 -> 10
0 1 1 -> 01
1 0 0 -> 10
1 0 1 -> 01
1 1 0 -> 11
1 1 1 -> 11

这给01或10的机会为0.375，给11的机会为0.25。因此，这将略微增加重复10或01值之间冲突的风险

减少冲突 如果您愿意使用所有字母，而不仅仅是“a”到“f”（十六进制数字），您可以按照注释中的说明更改

字母的定义。这将提供更多不同的条件，减少冲突的机会。如果您生成了1000个允许所有大小写字母的字符串，那么生成任何副本的几率仅为0.0009%，而仅十六进制字符串的几率为3%。（这也将实际上消除通过循环的双通道。）

如果确实希望避免字符串之间的冲突，可以将以前生成的所有值存储在
集中
并在中断循环之前进行检查。如果生成的密钥少于500万个，这将是很好的。除此之外，您还需要相当多的RAM来保存旧密钥，并且可能需要在循环中运行几次才能找到未使用的密钥

如果需要生成更多的密钥，可以加密计数器，如中所述。计数器及其加密版本都是介于0到15777216之间的整数。计数器将从0开始计数，加密版本看起来就像一个随机数。然后使用上面的第三个代码示例将加密版本转换为十六进制。如果这样做，您应该在开始时生成一个随机加密密钥，并在每次计数器滚动超过最大值时更改加密密钥，以避免再次生成相同的序列。
这里有一个简单的方法，可以从所有允许的字符串中均匀采样。统一采样使冲突尽可能少，除了保留以前密钥的日志或使用基于计数器的哈希（见下文）之外

或者，这里有一种更为复杂的方法，它也可以统一采样，但不使用任何开放式循环：

import random, bisect
digits = '0123456789'
letters = 'abcdef'
all_chars = digits + letters
length = 6

# find how many valid strings there are with their first letter in position i
pos_weights = [10**i * 6 * 16**(length-1-i) for i in range(length)]
pos_c_weights = [sum(pos_weights[0:i+1]) for i in range(length)]

# choose a random slot among all the allowed strings
r = random.randint(0, pos_c_weights[-1])

# find the position for the first letter in the string
first_letter = bisect.bisect_left(pos_c_weights, r)

# generate a random string matching this pattern
val = ''.join(
    [random.choice(digits) for i in range(first_letter)]
    + [random.choice(letters)]
    + [random.choice(all_chars) for i in range(first_letter + 1, length)]
)

# now val is a suitable string
print val
# 4a99f0

最后，这里有一个更复杂的方法，它使用随机数
r
直接索引到允许值的整个范围，也就是说，它将0-15777216范围内的任何数字转换成合适的十六进制字符串。这可以用来完全避免冲突（下文将详细讨论）

这种方法产生11个结果的几率为0.5，或者01或10的几率为0.25，因此会增加11个结果之间发生碰撞的风险

您可以尝试如下改进：做三个随机的二进制选择。第一个选项将按字符串中的原样使用。如果第一个选项为0，则第二个选项将转换为1；否则，它将按原样添加到字符串中。第三个选项将确定插入第二个选项的位置。那么你就有了以下可能的结果：

0 0 0 -> 10 (second choice converted to 1)
0 0 1 -> 01 (second choice converted to 1)
0 1 0 -> 10
0 1 1 -> 01
1 0 0 -> 10
1 0 1 -> 01
1 1 0 -> 11
1 1 1 -> 11

这给01或10的机会为0.375，给11的机会为0.25。因此，这将略微增加重复10或01值之间冲突的风险

减少冲突
如果您愿意使用所有字母，而不仅仅是“a”到“f”（十六进制数字），您可以按照注释中的说明更改
字母的定义。这将提供更多不同的条件，减少冲突的机会。如果您生成了1000个允许所有大小写字母的字符串，那么生成任何副本的几率仅为0.0009%，而仅十六进制字符串的几率为3%。（这也将实际上消除通过循环的双通道。）

如果你真的想避免co
import random

all = "0123456789abcdef"
result = [random.choice('abcdef')] + [random.choice(all) for _ in range(4)]
random.shuffle(result)
result.insert(0, random.choice(all[1:]))
print(''.join(result))

3b7a4e

def inttohex(number, digits):
    # there must be at least one character:
    fullhex = 16**(digits - 1)*6
    assert number < fullhex
    partialnumber, remainder = divmod(number, digits*6)
    charposition, charindex = divmod(remainder, digits)
    char = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f'][charposition]
    hexconversion = list("{0:0{1}x}".format(partialnumber, digits-1))
    hexconversion.insert(charposition, char)

    return ''.join(hexconversion)

import random

digits = 6
inttohex(random.randint(0, 6*16**(digits-1)), digits)