Question

1797. 设计一个验证系统

English Version

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 <= 108
• 1 <= currentTime <= 108
• 1 <= tokenId.length <= 5
• tokenId 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。

解法

方法一：哈希表

我们可以简单维护一个哈希表 $d$，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 $d$ 中。
• renew 操作时，如果 tokenId 不在哈希表 $d$ 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 $d$，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 $O(1)$，countUnexpiredTokens 操作的时间复杂度为 $O(n)$，其中 $n$ 为哈希表 $d$ 的键值对个数。

空间复杂度为 $O(n)$，其中 $n$ 为哈希表 $d$ 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)

class AuthenticationManager {
  private int t;
  private Map<String, Integer> d = new HashMap<>();

  public AuthenticationManager(int timeToLive) {
    t = timeToLive;
  }

  public void generate(String tokenId, int currentTime) {
    d.put(tokenId, currentTime + t);
  }

  public void renew(String tokenId, int currentTime) {
    if (d.getOrDefault(tokenId, 0) <= currentTime) {
      return;
    }
    generate(tokenId, currentTime);
  }

  public int countUnexpiredTokens(int currentTime) {
    int ans = 0;
    for (int exp : d.values()) {
      if (exp > currentTime) {
        ++ans;
      }
    }
    return ans;
  }
}

/**
 * Your AuthenticationManager object will be instantiated and called as such:
 * AuthenticationManager obj = new AuthenticationManager(timeToLive);
 * obj.generate(tokenId,currentTime);
 * obj.renew(tokenId,currentTime);
 * int param_3 = obj.countUnexpiredTokens(currentTime);
 */

class AuthenticationManager {
public:
  AuthenticationManager(int timeToLive) {
    t = timeToLive;
  }

  void generate(string tokenId, int currentTime) {
    d[tokenId] = currentTime + t;
  }

  void renew(string tokenId, int currentTime) {
    if (d[tokenId] <= currentTime) return;
    generate(tokenId, currentTime);
  }

  int countUnexpiredTokens(int currentTime) {
    int ans = 0;
    for (auto& [_, v] : d) ans += v > currentTime;
    return ans;
  }

private:
  int t;
  unordered_map<string, int> d;
};

/**
 * Your AuthenticationManager object will be instantiated and called as such:
 * AuthenticationManager* obj = new AuthenticationManager(timeToLive);
 * obj->generate(tokenId,currentTime);
 * obj->renew(tokenId,currentTime);
 * int param_3 = obj->countUnexpiredTokens(currentTime);
 */

type AuthenticationManager struct {
  t int
  d map[string]int
}

func Constructor(timeToLive int) AuthenticationManager {
  return AuthenticationManager{timeToLive, map[string]int{}}
}

func (this *AuthenticationManager) Generate(tokenId string, currentTime int) {
  this.d[tokenId] = currentTime + this.t
}

func (this *AuthenticationManager) Renew(tokenId string, currentTime int) {
  if v, ok := this.d[tokenId]; !ok || v <= currentTime {
    return
  }
  this.Generate(tokenId, currentTime)
}

func (this *AuthenticationManager) CountUnexpiredTokens(currentTime int) int {
  ans := 0
  for _, exp := range this.d {
    if exp > currentTime {
      ans++
    }
  }
  return ans
}

/**
 * Your AuthenticationManager object will be instantiated and called as such:
 * obj := Constructor(timeToLive);
 * obj.Generate(tokenId,currentTime);
 * obj.Renew(tokenId,currentTime);
 * param_3 := obj.CountUnexpiredTokens(currentTime);
 */

class AuthenticationManager {
  private timeToLive: number;
  private map: Map<string, number>;

  constructor(timeToLive: number) {
    this.timeToLive = timeToLive;
    this.map = new Map<string, number>();
  }

  generate(tokenId: string, currentTime: number): void {
    this.map.set(tokenId, currentTime + this.timeToLive);
  }

  renew(tokenId: string, currentTime: number): void {
    if ((this.map.get(tokenId) ?? 0) <= currentTime) {
      return;
    }
    this.map.set(tokenId, currentTime + this.timeToLive);
  }

  countUnexpiredTokens(currentTime: number): number {
    let res = 0;
    for (const time of this.map.values()) {
      if (time > currentTime) {
        res++;
      }
    }
    return res;
  }
}

/**
 * Your AuthenticationManager object will be instantiated and called as such:
 * var obj = new AuthenticationManager(timeToLive)
 * obj.generate(tokenId,currentTime)
 * obj.renew(tokenId,currentTime)
 * var param_3 = obj.countUnexpiredTokens(currentTime)
 */

use std::collections::HashMap;
struct AuthenticationManager {
  time_to_live: i32,
  map: HashMap<String, i32>,
}

/**
 * `&self` means the method takes an immutable reference.
 * If you need a mutable reference, change it to `&mut self` instead.
 */
impl AuthenticationManager {
  fn new(timeToLive: i32) -> Self {
    Self {
      time_to_live: timeToLive,
      map: HashMap::new(),
    }
  }

  fn generate(&mut self, token_id: String, current_time: i32) {
    self.map.insert(token_id, current_time + self.time_to_live);
  }

  fn renew(&mut self, token_id: String, current_time: i32) {
    if self.map.get(&token_id).unwrap_or(&0) <= &current_time {
      return;
    }
    self.map.insert(token_id, current_time + self.time_to_live);
  }

  fn count_unexpired_tokens(&self, current_time: i32) -> i32 {
    self.map
      .values()
      .filter(|&time| *time > current_time)
      .count() as i32
  }
}/**
 * Your AuthenticationManager object will be instantiated and called as such:
 * let obj = AuthenticationManager::new(timeToLive);
 * obj.generate(tokenId, currentTime);
 * obj.renew(tokenId, currentTime);
 * let ret_3: i32 = obj.count_unexpired_tokens(currentTime);
 */