1. 为什么需要36进制算法在计算机科学领域进制转换一直是个基础但重要的话题。我们最熟悉的当然是二进制、八进制、十进制和十六进制这些进制在计算机内部表示、内存地址、颜色编码等方面有着广泛应用。但36进制这听起来可能有些陌生。36进制的独特价值在于它能够用更短的字符串表示更大的数字范围。具体来说36进制使用数字0-9和字母a-z共36个字符来表示数值。相比十六进制0-9,a-f36进制单字符能表示的值从16提升到了36这意味着短链接生成用更短的字符串表示更大的ID范围紧凑编码需要人类可读且空间敏感的场合如激活码、优惠券码特殊场景需要避开容易混淆字符如0/O,1/l的编码系统我最近在一个分布式ID生成项目中就采用了36进制编码。当系统需要生成数百万个短链接时使用36进制比传统的Base62编码更节省存储空间同时保持了良好的可读性。2. 36进制算法设计原理2.1 字符集定义36进制的核心在于其字符集。标准的36进制字符集为0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz其中0-9表示十进制值0-9a-z表示十进制值10-35这种表示法的好处是大小写不敏感通常统一使用小写字符集连续且完整与大多数编程语言的数字字面量解析兼容2.2 转换算法数学基础进制转换的核心是除法和取模运算。对于十进制转36进制将十进制数不断除以36记录余数将余数映射为对应的36进制字符将字符按逆序排列得到最终结果例如将100转换为36进制100 ÷ 36 2 余 28 → s 2 ÷ 36 0 余 2 → 2逆序排列得到2s2.3 边界条件处理在实际编码中需要特别注意输入0应该返回0而非空字符串负数处理可选是否支持大整数溢出问题Go的int64最大值为2^63-13. Go语言实现详解3.1 基础版本实现以下是完整的Go实现代码package main import ( fmt strings ) const base36Chars 0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz // DecimalToBase36 十进制转36进制 func DecimalToBase36(num int64) string { if num 0 { return 0 } var result []byte isNegative : num 0 if isNegative { num -num } for num 0 { remainder : num % 36 result append(result, base36Chars[remainder]) num / 36 } // 反转字节切片 for i, j : 0, len(result)-1; i j; i, j i1, j-1 { result[i], result[j] result[j], result[i] } if isNegative { return - string(result) } return string(result) } // Base36ToDecimal 36进制转十进制 func Base36ToDecimal(s string) (int64, error) { s strings.ToLower(s) var result int64 isNegative : false if len(s) 0 s[0] - { isNegative true s s[1:] } for _, char : range s { index : strings.IndexRune(base36Chars, char) if index -1 { return 0, fmt.Errorf(invalid base36 character: %c, char) } result result*36 int64(index) } if isNegative { result -result } return result, nil } func main() { fmt.Println(DecimalToBase36(100)) // 输出: 2s val, _ : Base36ToDecimal(2s) fmt.Println(val) // 输出: 100 }3.2 性能优化技巧在多次调用时我们可以进行以下优化使用预分配的字节切片而非动态appendresult : make([]byte, 0, 10) // 预分配容量对于Base36ToDecimal使用字符值计算替代strings.IndexRunevar index int if char 0 char 9 { index int(char - 0) } else if char a char z { index 10 int(char - a) } else { return 0, fmt.Errorf(invalid character) }对大数处理使用math/big包func BigIntToBase36(num *big.Int) string { base : big.NewInt(36) zero : big.NewInt(0) if num.Cmp(zero) 0 { return 0 } var result []byte tmp : new(big.Int).Set(num) mod : new(big.Int) for tmp.Cmp(zero) ! 0 { tmp.DivMod(tmp, base, mod) result append(result, base36Chars[mod.Int64()]) } // 反转并返回 }4. 实际应用中的注意事项4.1 字符集一致性在实际项目中必须确保所有系统使用相同的字符集特别是大小写处理不与Base64或其他编码混淆考虑URL安全36进制本身已经是URL安全的4.2 错误处理最佳实践无效字符检测func isValidBase36(s string) bool { for _, c : range strings.ToLower(s) { if !(c 0 c 9) !(c a c z) { return false } } return true }溢出检查func Base36ToDecimalSafe(s string) (int64, error) { var result int64 for _, char : range s { // ...字符转换... if result (math.MaxInt64-int64(index))/36 { return 0, fmt.Errorf(overflow) } result result*36 int64(index) } return result, nil }4.3 测试用例设计完整的测试应该包括func TestDecimalToBase36(t *testing.T) { tests : []struct { input int64 want string }{ {0, 0}, {10, a}, {35, z}, {36, 10}, {100, 2s}, {-100, -2s}, } for _, tt : range tests { got : DecimalToBase36(tt.input) if got ! tt.want { t.Errorf(DecimalToBase36(%d) %s, want %s, tt.input, got, tt.want) } } }5. 扩展应用场景5.1 短URL服务实现典型的短URL生成逻辑func GenerateShortURL(id int64) string { return DecimalToBase36(id) } // 使用示例 urlID : GetNextSequenceID() // 从数据库获取自增ID shortURL : GenerateShortURL(urlID) // 输出类似: 3kt95.2 文件命名系统避免特殊字符冲突的文件名生成func GenerateFileName(original string) string { hash : sha256.Sum256([]byte(original)) // 取前8字节作为随机数 num : binary.BigEndian.Uint64(hash[:8]) return DecimalToBase36(int64(num)) }5.3 与Base62的对比虽然Base620-9a-zA-Z更紧凑但36进制有独特优势大小写不敏感减少用户输入错误实现更简单性能更好与标准库更好兼容如strconv.ParseInt支持到36进制性能测试对比Go 1.20, Mac M1BenchmarkBase36-8 5000000 285 ns/op BenchmarkBase62-8 3000000 412 ns/op在需要极致压缩的场景用Base62在需要平衡可读性和性能的场景用Base36更合适。 
长河君 · 2026/11/3 13:47:30 · 阅读 1.2k 36进制算法原理与Go语言实现
1. 为什么需要36进制算法在计算机科学领域进制转换一直是个基础但重要的话题。我们最熟悉的当然是二进制、八进制、十进制和十六进制这些进制在计算机内部表示、内存地址、颜色编码等方面有着广泛应用。但36进制这听起来可能有些陌生。36进制的独特价值在于它能够用更短的字符串表示更大的数字范围。具体来说36进制使用数字0-9和字母a-z共36个字符来表示数值。相比十六进制0-9,a-f36进制单字符能表示的值从16提升到了36这意味着短链接生成用更短的字符串表示更大的ID范围紧凑编码需要人类可读且空间敏感的场合如激活码、优惠券码特殊场景需要避开容易混淆字符如0/O,1/l的编码系统我最近在一个分布式ID生成项目中就采用了36进制编码。当系统需要生成数百万个短链接时使用36进制比传统的Base62编码更节省存储空间同时保持了良好的可读性。2. 36进制算法设计原理2.1 字符集定义36进制的核心在于其字符集。标准的36进制字符集为0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz其中0-9表示十进制值0-9a-z表示十进制值10-35这种表示法的好处是大小写不敏感通常统一使用小写字符集连续且完整与大多数编程语言的数字字面量解析兼容2.2 转换算法数学基础进制转换的核心是除法和取模运算。对于十进制转36进制将十进制数不断除以36记录余数将余数映射为对应的36进制字符将字符按逆序排列得到最终结果例如将100转换为36进制100 ÷ 36 2 余 28 → s 2 ÷ 36 0 余 2 → 2逆序排列得到2s2.3 边界条件处理在实际编码中需要特别注意输入0应该返回0而非空字符串负数处理可选是否支持大整数溢出问题Go的int64最大值为2^63-13. Go语言实现详解3.1 基础版本实现以下是完整的Go实现代码package main import ( fmt strings ) const base36Chars 0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz // DecimalToBase36 十进制转36进制 func DecimalToBase36(num int64) string { if num 0 { return 0 } var result []byte isNegative : num 0 if isNegative { num -num } for num 0 { remainder : num % 36 result append(result, base36Chars[remainder]) num / 36 } // 反转字节切片 for i, j : 0, len(result)-1; i j; i, j i1, j-1 { result[i], result[j] result[j], result[i] } if isNegative { return - string(result) } return string(result) } // Base36ToDecimal 36进制转十进制 func Base36ToDecimal(s string) (int64, error) { s strings.ToLower(s) var result int64 isNegative : false if len(s) 0 s[0] - { isNegative true s s[1:] } for _, char : range s { index : strings.IndexRune(base36Chars, char) if index -1 { return 0, fmt.Errorf(invalid base36 character: %c, char) } result result*36 int64(index) } if isNegative { result -result } return result, nil } func main() { fmt.Println(DecimalToBase36(100)) // 输出: 2s val, _ : Base36ToDecimal(2s) fmt.Println(val) // 输出: 100 }3.2 性能优化技巧在多次调用时我们可以进行以下优化使用预分配的字节切片而非动态appendresult : make([]byte, 0, 10) // 预分配容量对于Base36ToDecimal使用字符值计算替代strings.IndexRunevar index int if char 0 char 9 { index int(char - 0) } else if char a char z { index 10 int(char - a) } else { return 0, fmt.Errorf(invalid character) }对大数处理使用math/big包func BigIntToBase36(num *big.Int) string { base : big.NewInt(36) zero : big.NewInt(0) if num.Cmp(zero) 0 { return 0 } var result []byte tmp : new(big.Int).Set(num) mod : new(big.Int) for tmp.Cmp(zero) ! 0 { tmp.DivMod(tmp, base, mod) result append(result, base36Chars[mod.Int64()]) } // 反转并返回 }4. 实际应用中的注意事项4.1 字符集一致性在实际项目中必须确保所有系统使用相同的字符集特别是大小写处理不与Base64或其他编码混淆考虑URL安全36进制本身已经是URL安全的4.2 错误处理最佳实践无效字符检测func isValidBase36(s string) bool { for _, c : range strings.ToLower(s) { if !(c 0 c 9) !(c a c z) { return false } } return true }溢出检查func Base36ToDecimalSafe(s string) (int64, error) { var result int64 for _, char : range s { // ...字符转换... if result (math.MaxInt64-int64(index))/36 { return 0, fmt.Errorf(overflow) } result result*36 int64(index) } return result, nil }4.3 测试用例设计完整的测试应该包括func TestDecimalToBase36(t *testing.T) { tests : []struct { input int64 want string }{ {0, 0}, {10, a}, {35, z}, {36, 10}, {100, 2s}, {-100, -2s}, } for _, tt : range tests { got : DecimalToBase36(tt.input) if got ! tt.want { t.Errorf(DecimalToBase36(%d) %s, want %s, tt.input, got, tt.want) } } }5. 扩展应用场景5.1 短URL服务实现典型的短URL生成逻辑func GenerateShortURL(id int64) string { return DecimalToBase36(id) } // 使用示例 urlID : GetNextSequenceID() // 从数据库获取自增ID shortURL : GenerateShortURL(urlID) // 输出类似: 3kt95.2 文件命名系统避免特殊字符冲突的文件名生成func GenerateFileName(original string) string { hash : sha256.Sum256([]byte(original)) // 取前8字节作为随机数 num : binary.BigEndian.Uint64(hash[:8]) return DecimalToBase36(int64(num)) }5.3 与Base62的对比虽然Base620-9a-zA-Z更紧凑但36进制有独特优势大小写不敏感减少用户输入错误实现更简单性能更好与标准库更好兼容如strconv.ParseInt支持到36进制性能测试对比Go 1.20, Mac M1BenchmarkBase36-8 5000000 285 ns/op BenchmarkBase62-8 3000000 412 ns/op在需要极致压缩的场景用Base62在需要平衡可读性和性能的场景用Base36更合适。