解析 Sqids 编码核心：基于自定义 Alphabet 的 base-N 转换

在日常开发中，我们常常会遇到需要将一串数字（比如数据库中的 ID）转换为更短、可读性更强、适合在 URL 中展示的字符串。这时候，像 sqids 这样的工具就派上用场了。

今天我们就以 sqids-dotnet 项目中的核心代码 SqidsEncoder.cs 为例，深入解析其背后的编码与解码机制。

Sqids 是加密吗？

首先需要明确，Sqids 并不是加密算法。它并不提供保密性，也不依赖密钥。它的目标是：

• 将数字 ID 映射为更短、更“随机”的字符串；
• 避免包含敏感词；
• 可逆，即字符串可以还原为原始数字；
• 支持自定义字符集（alphabet）和最小长度（minLength）；

核心原理：base-N 转换 + 自定义 Alphabet

什么是 base-N 转换？

简单来说，base-N 转换就是用 N 进制来表示一个十进制数字。例如：

• 十进制 123 转为二进制是 1111011；
• 十进制 123 用 base-5（五进制）表示是 443。

在 Sqids 中，“进制”由自定义的字符集 Alphabet 决定：

Alphabet = "abcde" → base-5
Alphabet = "abcdef" → base-6
Alphabet = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789" → base-36

编码过程：ToId

Sqids 的编码过程其实就是把一个十进制数字转换为 alphabet 字符集下的“base-N 字符串”。

源码如下（精简版）：

private string ToId(ulong number, string alphabet)
{
    var idBuilder = new StringBuilder();
    var alphabetLength = (ulong)alphabet.Length;

    do {
        var index = (int)(number % alphabetLength);
        idBuilder.Insert(0, alphabet[index]);
        number /= alphabetLength;
    } while (number > 0);

    return idBuilder.ToString();
}

逻辑说明：

• 不断取余：number % alphabet.Length，得到当前位；
• 每次插入字符串最前面（因为高位在前）；
• 再除以 alphabet 长度，进入下一位；

示例：

number = 123
alphabet = "abcde" // 长度为 5（base-5）

步骤：
123 % 5 = 3 → 'd'
123 / 5 = 24

24 % 5 = 4 → 'e'
24 / 5 = 4

4 % 5 = 4 → 'e'
最终编码字符串 = "eed"

解码过程：FromId

解码的逻辑是把字符串还原为数字：

private ulong FromId(string id, string alphabet)
{
    ulong number = 0;
    var alphabetLength = (ulong)alphabet.Length;

    for (var i = 0; i < id.Length; i++) {
        var index = (ulong)alphabet.IndexOf(id[i]);
        number = number * alphabetLength + index;
    }

    return number;
}

每次取字母在 alphabet 中的位置作为数值，然后按进制累加回十进制。

小结：Sqids 的编码逻辑核心

✅ 最后一句话总结

Sqids 的本质是对数字进行自定义 base-N 转换，利用用户指定的字符集，将数字编码为短小、安全、可读、可逆的字符串 ID。