По вашему запросу ничего не найдено :(
Убедитесь, что запрос написан правильно, или посмотрите другие
наши статьи:
У вас когда-нибудь происходила ситуация, когда вы путешествовали и не могли посмотреть те шоу, которые обычно смотрите дома, на Netflix? Или может вы замечали, что некоторые веб-сайты заблокированы или вы не могли получить к определенным службам, когда подключаетесь к разным сетям Wi-Fi? Вероятно, что это связано с наличием прокси-сервера.
Что такое прокси-сервер?
Прокси-сервер, или просто прокси для краткости, - это как наличие другого компьютера, на который отправляются ваши интернет-запросы перед переходом на настоящий веб-сайт. Это сервер, который принимает всю отправленную вами информацию, например, запрос на покупку новых рубашек H&M, и направляет ее через другой IP-адрес.
Вот что делает прокси таким впечатляющим. Они могут заставить всю вашу интернет-активность выглядеть так, как будто она исходит из совершенно другого места.
Компании используют прокси-серверы для обеспечения безопасности и производительности сети, частные лица – для обеспечения конфиденциальности. Также существуют несколько интересных функций, которые вы можете использовать с прокси при просмотре сети и ресурсов. О них мы поговорим позже.
Прокси может быть физически расположен где угодно. Вы можете настроить его на своем домашнем компьютере или развернуть его в облаке. Главное, чтобы прокси имел конфигурацию, необходимую для нужных вам функций.
Просто помните, что прокси действует как замысловатый фильтр IP-адресов. Как и у фильтров, у прокси также есть множество разновидностей, и все они имеют конкретное применение.
Для начала давайте поговорим о самом распространенном типе прокси и о том, как он работает, - о прокси-сервере переадресации (forward proxy).
Как работает прокси-сервер?
Если вы слышите, как люди говорят о прокси, то с большой долей вероятности они имеют в виде прокси-серверы переадресации. Это самый распространенный тип прокси, потому что он легко справляется с тем, что нужно большинству людей. Прокси-серверы переадресации действуют как посредники между вашими запросами и сервером, к которому вы пытаетесь подключиться.
Прокси работает следующим образом: сначала вы делаете запрос, например, вы пытаетесь перейти на GitHub. Итак, вы вводите URL-адрес и нажимаете Enter. При использовании прокси-сервера он перехватывает ваш запрос вместо того, чтобы напрямую подключать вас к GitHub с IP-адресом вашего компьютера.
Затем прокси принимает ваш запрос, обновляет его и отправляет со своего собственного IP-адреса. Это может полностью удалить ваш IP-адрес и идентифицирующую информацию из запроса к серверу GitHub.
Один из способов, с помощью которого прокси-серверы обрабатывают изменение вашего запроса, заключается непосредственно в заголовках запросов, которые он отправляет на сервер. Прокси-запрос может устанавливать заголовки, такие как Forwarded и Via, в исходном запросе, прежде чем он отправит сообщение на сервер, с которого вы пытаетесь получить информацию.
Как только прокси-сервер обновит информацию из вашего запроса, он отправит ваш переформатированный запрос на сервер GitHub. Теперь этот сервер будет считать, что ваш запрос поступил из другого места, и отправит нужные вам данные обратно через тот же IP-адрес.
Затем прокси-сервер забирает данные с сервера GitHub и выполняет все проверки, которые были настроены для этих данных. Он может проверять на наличие вредоносных скриптов или других проблем с безопасностью. Затем он, наконец, отправляет данные на ваш компьютер, и ваша страница загружается.
Прокси-сервер может использоваться параллельно несколькими пользователями. Несколько человек могут отправлять запросы через один и тот же прокси-сервер, и все они могут использовать его преимущества в равной степени. Есть много причин, по которым вы можете использовать прокси, даже если он общий.
Для чего следует использовать прокси-сервер?
Теперь, когда вы знаете, что такое прокси, полезно будет узнать о некоторых распространенных случаях из применения.
Вы можете повысить безопасность сети, зашифровав запросы.
Предотвратите перехватывание хакерами конфиденциальной информации.
Блокируйте вредоносные сайты из вашей настоящей сети.
Вы можете уменьшить объем сетевого трафика за счет кэширования сайтов.
Кэшируйте веб-сайты для того, чтобы к нему выполнялся только один запрос, независимо от того, сколько пользователей находится на прокси-сервере.
Вы можете контролировать то, как люди используют Интернет.
Блокируйте определенные домены.
Отслеживайте и регистрируйте все веб-запросы.
Вы можете обойти блокировки, установленные компаниями и странами.
Получайте доступ к контенту из другой страны.
Обходите корпоративные брандмауэры.
Это определенно не весь список всего, что вы можете делать с прокси-сервером. Также я хотел упомянуть некоторые другие преимущества, которые не совсем попадают под стандартные категории.
У вас всегда заблокированы файлы cookie.
У вас всегда заблокирована реклама.
Вы можете получить доступ к «глубокой сети».
Он удаляет любые поисковые настройки или отслеживание вашей истории поиска.
Вы можете извлекать данные.
Вы можете изучать своих конкурентов.
Различные типы прокси-серверов
Существует множество типов прокси-серверов, которые охватывают практически любую конфигурацию, которую вы только можете себе представить. Ниже я привел краткий обзор на 14 различных типов прокси.
Прозрачный прокси-сервер (Transparent proxy)
Прозрачный прокси-сервер – это самый простой вид прокси. Они передают все вашу информацию, но с IP-адресом прокси-сервера. Такие прокси не обеспечивают никакой защиты конфиденциальности.
Они сообщают серверу, на который вы отправляете запрос, что запрос поступает через прокси. Этого будет достаточно для того, чтобы обойти простые блокировки IP. Как правило, прозрачные прокси-серверы используют для настройки фильтрации веб-сайтов, например, в школах или компаниях.
Анонимный прокси-сервер (Anonymous proxy)
Анонимный прокси-сервер – это широко используемый тип прокси. Они никогда не передают ваш IP-адрес веб-сайту, который вы просматриваете, хотя в запросе они идентифицируют себя как прокси. Это помогает сохранить конфиденциальность вашей активности в Интернете.
Если вы не хотите, чтобы таргетированная реклама следовала за вами по пятам по всему Интернету, или если вы не хотите, чтобы ваше местоположение было привязано к вашему запросу, то можно использовать такие стандартные прокси. Обычно их достаточно для того, чтобы обойти большинство действий таргетинга. Однако все же есть вероятность того, что ваша информация может быть раскрыта.
Прокси-сервер высокой степени анонимности (High anonymity proxy)
Эти прокси-серверы являются наиболее безопасными, поскольку они не передают ваш IP-адрес и личные данные, а также не идентифицируют себя как прокси при отправке запросов. Также они время от времени меняют свой IP-адрес, который используют для запросов. Именно это позволяет прокси-серверам высокой степени анонимности обеспечивать максимальный уровень конфиденциальности в Интернете.
Такой тип прокси использует браузер TOR. Поскольку IP-адрес время от времени меняется, то серверам крайне сложно отслеживать, какой трафик какому клиенту принадлежит. Если вы хотите, чтобы за вами не могли следить, то это лучший вариант.
Искажающий прокси-сервер (Distorting proxy)
Искажающий прокси-сервер работает аналогично анонимному прокси-серверу. Разница в том, что искажающий прокси-сервер передает IP-адрес, который намеренно является ложным. Он идентифицирует себя как прокси и использует этот ложный IP-адрес в запросах. Это хороший вариант, когда вы хотите сделать так, что вы якобы находитесь в другом месте.
Такой прокси-сервер полезен, когда вы хотите обойти определенные ограничения контента. Это похоже на то, что вы можете выбрать IP-адрес, который вы хотите, чтобы прокси использовал.
Резидентный прокси-сервер (Residential proxy)
Резидентные прокси-серверы – это прокси, которые используют реальные IP-адреса, то есть адреса реальных компьютеров. Это лучший тип прокси, поскольку для серверов они выглядят как обычные клиенты.
Любой из рассмотренных до сих пор типов прокси может быть резидентным. Пока IP-адрес прокси-сервера привязан к физическому устройству, эти типы прокси-серверов, как правило, невозможно обнаружить. Они также решают некоторые проблемы с географией, которые есть у других типов прокси-серверов.
Прокси-сервер центра обработки данных (Data center proxy)
Это своего рода противоположность резидентным прокси. Прокси-серверы центра обработки данных имеют сгенерированные компьютером IP-адреса, которые не привязаны к реальному устройству. Это как прокси в облаке.
Преимущество такого вида прокси заключается в его скорости. Как правило, у поставщиков облачных услуг просто потрясающие Интернет-соединения, которые обеспечат вам такую скорость, которую вы не смогли бы получить как-то иначе. На одном сервере могут размещаться сотни прокси-серверов центра обработки данных, хотя они будут иметь одинаковые IP-адреса.
Публичный прокси-сервер (Public proxy)
Из всех типов прокси-серверов это самые небезопасные и ненадежные прокси. Они могут выйти из строя в любой момент, и многие из них настроены хакерами для кражи данных. Единственная причина, по которой люди все еще используют их, - они бесплатные.
Найти список бесплатных публичных прокси несложно, а вот найти хорошие прокси – задача непростая. Вы никогда не знаете, кто разместил эти прокси-серверы, и отправка любой вашей конфиденциальной информации через них – очень рискованное мероприятие. На публичном прокси может находиться любое количество пользователей в любое время, и никто не контролирует его использование.
Частный прокси-сервер (Private proxy)
Частные прокси-серверы имеют некоторую неоднозначность в отношении того, что они из себя представляют, поскольку они определяются поставщиком услуг. Здесь подразумевается, что ваш прокси-сервер может использоваться только одним клиентом за раз или что ваш прокси-сервер требует аутентификации перед использованием. Это как более надежные версии публичных прокси.
Частный прокси-сервер может быть прозрачным или иметь высокую степень анонимности, подобно некоторым другим, перечисленным выше, таким как резидентный прокси-сервер или прокси-сервер центра обработки данных. Этот тип прокси больше связан с тем, кто может к нему подключиться, чем с тем, как он обрабатывает ваши запросы.
Выделенный прокси-сервер (Dedicated proxy)
Выделенный прокси-сервер похож на определенный тип частного прокси-сервера. Это лишь означает, что прокси не может использоваться несколькими клиентами одновременно, то есть только один клиент может подключаться и отправлять запросы.
Это помогает предотвратить блокировку IP-адреса прокси-сервера различными веб-сайтами и службами. Это один из способов, с помощью которого поставщик прокси-сервера может контролировать, кто имеет доступ к прокси-серверу, чтобы убедиться, что им не злоупотребляют.
Общий прокси-сервер (Shared proxy)
Это один из самых дешевых прокси-серверов, и он работает аналогично общим серверам. Клиенты объединяются и делят стоимость прокси-сервера, и все они могут получить к нему доступ одновременно. Общие прокси-серверы имеют более сложную архитектуру, потому что они одновременно обрабатывают множество запросов.
В зависимости от того, как на общем прокси-сервере распределяются ресурсы, запросы могут выполняться медленнее, чем через ваш собственный IP-адрес. Так как он обрабатывает несколько запросов от нескольких пользователей, конфигурации этих типов прокси-серверов имеют более важное значение, нежели другие.
Ротационный прокси-сервер (Rotating proxy)
Ротационный прокси работает немного иначе, чем остальные. Каждый раз, когда клиент подключается к прокси, для него создается новый IP-адрес. Следовательно, они никогда не используют один и тот же IP-адрес более одного раза.
Каждый раз, когда клиент отправляет запрос, создается новый IP-адрес. Именно так работают прокси-серверы, такие как браузер TOR, чтобы сохранить вашу анонимность. Ротационный прокси-сервер обеспечивает высокий уровень безопасности и конфиденциальности в сочетании с другими типами.
SSL-прокси-сервер (SSL proxy)
Эти прокси-серверы следуют тому же протоколу, что и HTTPS-запросы. «S» в HTTPS означает SSL, что значит, что ваши веб-запросы между клиентом и сервером, к которому вы пытаетесь получить доступ, защищены.
Все это гарантирует, что вы получаете еще более высокий уровень безопасности, так как все ваши запросы через прокси-сервер зашифрованы. Большинство прокси-серверов должны использовать этот протокол по умолчанию, но есть шанс, что вы столкнетесь с теми, которые используют просто HTTP.
Обратный прокси-сервер (Reverse proxy)
Обратные прокси-серверы кардинально отличаются от всех тех, что мы рассматривали ранее. Обратный прокси-сервер скрывает IP-адрес сервера, на который вы пытаетесь отправить запрос. Эти типы прокси-серверов приходят на помощь тогда, когда серверу требуется безопасность и конфиденциальность от клиентов.
Эти прокси отлично подходят, если вам нужно отслеживать доступ к серверу по таким причинам, как предотвращение неконтролируемого доступа клиентов к базе данных. Они также могут помочь снизить трафик в сети, передавая кэшированную информацию вместо того, чтобы каждый раз делать запрос.
Прокси-сервисы
Если вы выполнили быстрый поиск по прокси-сервисам, то уже, вероятно, знаете, что здесь есть из чего выбирать. Не все они одинаково устроены, поэтому важно знать и понимать, какие функции вы хотите получить от своего прокси-сервиса.
Большинство этих сервисов предлагают комбинации различных типов прокси-серверов. Например, вы сможете найти резидентные SSL-прокси-серверы с высокой степенью анонимности в одном сервисе.
Прокси-сервер против VPN
Если вы знакомы с VPN (Virtual Private Network – виртуальная защищенная сеть), то вам может быть интересно, чем отличается прокси-сервер от VPN. Основное отличие заключается в том, что VPN защищает весь ваш сетевой трафик, тогда как прокси-серверы защищают только ваш интернет-трафик.
Есть некоторые вещи, которые VPN защищают, а прокси нет, к ним относятся: передача и прием данных по протоколу FTP, фоновые процессы операционной системы, такие как обновления.
Единственное, что есть общего у прокси и VPN, это то, что они создают впечатление, что ваш интернет-трафик исходит с другого IP-адреса. Это все, что их объединяет. То, как они это воплощают в жизнь, сильно отличается из-за того, для каких целей их используют.
Прокси просто передает ваши интернет-запросы, действуя как посредник. А VPN туннелирует всю вашу сетевую активность до уровня операционной системы. Прокси, как правило, используются одним приложением, таким как браузер или торрент-клиент.
Компании, как правило, используют VPN для того, чтобы сотрудники могли получать доступ к корпоративным ресурсам, не беспокоясь о том, что трафик будет перехвачен или записан Интернет-провайдером. Обычно они размещаются на физическом компьютере на стороне пользователя.
Самое замечательное в VPN то, что они скрывают абсолютно все, что вы делаете. Если бы вдруг ваш Интернет-провайдер получил бы вашу историю использования, то он бы увидел только то, что вы подключены к VPN. Никакой информации о вашем трафике видно не будет. Когда вы подключаетесь к общедоступной сети Wi-Fi, самым безопасным вариантом будет VPN.
Несмотря на то, что у VPN есть множество преимуществ, все же есть веские причины, по которым люди выбирают прокси-серверы. Начнем с того, что VPN, как правило, дороже, чем прокси. Также вам потребуется приличное компьютерное оборудование для запуска VPN. К тому же, соединение VPN обычно медленнее, чем прокси.
В большинстве случаев вам не обязательно требуется тот уровень безопасности, который предлагает VPN. Если вы просто хотите замаскировать свои действия в приложении и при этом сильно не тратиться, то, возможно, стоит подумать о прокси.
Преимущества и риски
Теперь, когда вы знаете о прокси-серверах все, можно поговорить о некоторых преимуществах и рисках, связанных с их использованием. Ниже приведен список:
Преимущества:
Безопасное и конфиденциальное пользование Интернетом
Возможность обойти ограничения, связанные с географическим положением
Лучшая производительность сети
Возможность контролировать доступ клиентов к веб-сайтам
Множество типов, можно выбрать любой под конкретные потребности
Риски:
Ваши запросы могут возвращаться очень медленно
Не все прокси-серверы шифруют ваши запросы, поэтому ваша информация может просочиться
Бесплатные или дешевые прокси-серверы могут быть установлены хакерами или государственными органами
Прокси могут исчезнуть в любой момент
Все ваши запросы и информация всегда проходят через третью сторону, которой может управлять кто угодно
Существует множество других преимуществ и рисков, связанных с использованием любого из типов прокси-серверов. Именно поэтому важно подключаться только к тем прокси, которым вы доверяете. Когда вы подключены к доверенному прокси-серверу, все риски должны быть учтены в конфигурации, чтобы вы ни о чем не беспокоились.
Как настроить простой прокси-сервер
Создание собственного частного прокси-сервера только звучит так сложно, а на деле это не так. Вы можете создать прокси-сервер при помощи компьютера в вашем доме, который будет столь же безопасным, как и большинство прокси-серверов, которые вы можете купить. Нужно лишь немного терпения и пытливости.
На сервере Linux вы можете установить Squid и задать конфигурации для прокси, который вы хотите создать. Вы сможете блокировать определенные веб-сайт или требовать аутентификации, прежде чем клиент сможет подключиться к прокси-серверу.
В Windows и Mac у вас есть возможность создать прокси-сервер с помощью Python и Google App Engine. Вам, конечно, придется заплатить за службу Google App Engine, но она относительно доступная.
Как подключиться к существующему прокси-серверу
Подключение к прокси-серверу, как правило, является простым процессом, если вы знаете информацию о нем, такую как его IP-адрес и номер порта. Прокси обычно быстро настраиваются независимо от того, какую операционную систему вы используете.
В большинстве случаев вы заходите в настройки сети и находите, где можно ввести информацию о прокси-сервере. Затем вы можете подключиться, и может появиться веб-страница, если прокси-сервер включает этап аутентификации. Вот так это выглядит в Windows и Ubuntu.
Настройка прокси-сервера через настройки Windows:
Настройка прокси-сервера через настройки сети Ubuntu:
Заключение
Теперь вы знаете о прокси-серверах все – от того, что они из себя представляют, до того, как создать свой собственный!
Многим приложениям нужно обмениваться данными между клиентом и сервером.
Долгое время эталонным форматом данных для обмена информацией между двумя объектами считался XML. Затем, в начале 2000-х, появился альтернативный формат JSON.
В данной статье вы узнаете все о JSON. Мы рассмотрим, что это, и как им пользоваться, а также разберем ряд популярных заблуждений.
Что такое JSON?
JSON (JavaScript Object Notation, нотация объектов JavaScript) - это текстовый формат обмена данными. Он представлен наборами пар "ключ-значение", причем ключ - это всегда строка, а значение может задаваться одним из следующих типов:
число;
строка;
логическое значение;
массив;
объект;
нулевое значение null.
Несколько важных правил:
В формате данных JSON ключи прописываются в двойных кавычках.
Ключ и значение разделяются двоеточием (:).
Может быть несколько пар "ключ-значение". Каждая пара отделяется запятой (,).
В данных JSON недопустимы комментарии (// или /* */). (Но при желании это ограничение можно обойти)
Ниже приведен пример простых данных в JSON:
{
"name": "Alex C",
"age": 2,
"city": "Houston"
}
Допустимые данные в JSON возможны в 2 разных форматах:
Набор пар «ключ-значение» в фигурных скобках {...}. Это показано в примере выше.
Упорядоченные списки пар «ключ-значение», разделенных запятой (,) и заключенных в квадратные скобки [...]. См. пример ниже:
[
{
"name": "Alex C",
"age": 2,
"city": "Houston"
},
{
"name": "John G",
"age": 40,
"city": "Washington"
},
{
"name": "Bala T",
"age": 22,
"city": "Bangalore"
}
]
Предположим, вы уже писали что-то на JavaScript. Тогда у вы можете ошибочно предположить, что формат JSON и объекты JavaScript (и массивы объектов) очень похожи. Но это не так. Чуть позже мы подробно об этом поговорим.
Структура JSON разработана на основе синтаксиса объектов JavaScript, и это единственное, что объединяет JSON и объекты JavaScript.
Формат JSON не зависит от языка программирования. Мы можем использовать JSON в Python, Java, PHP и многих других языках.
Примеры формата данных JSON
Сохранять данные JSON можно в файле с расширением .json. Давайте создадим файл employee.json с атрибутами сотрудника. Они представлены в виде ключей и значений.
{
"name": "Aleix Melon",
"id": "E00245",
"role": ["Dev", "DBA"],
"age": 23,
"doj": "11-12-2019",
"married": false,
"address": {
"street": "32, Laham St.",
"city": "Innsbruck",
"country": "Austria"
},
"referred-by": "E0012"
}
В примере выше присутствуют следующие атрибуты сотрудника:
name – имя сотрудника. Значение в строковом формате (String). Оно указано в двойных кавычках.
id – уникальный идентификатор сотрудника. Опять же, в строковом формате.
role – роли, которые сотрудник выполняет в организации. Таких ролей может быть несколько, поэтому лучше перечислять эти данные в формате массива (Array).
age – текущий возраст сотрудника. Это числовое значение (Number).
doj – дата найма сотрудника. Поскольку это дата, ее добавляют в двойных кавычках и обрабатывают как строку.
married – замужем/женат ли сотрудник? Ответом может быть да/нет (то есть true или false), так что это логический формат (Boolean).
address – адрес сотрудника. Может состоять из нескольких частей: улица, город, страна, индекс и т.д. Такое поле лучше представлять в виде объекта (Object с парами «ключ-значение»).
referred-by – идентификатор сотрудника, который порекомендовал этого человека на должность в организацию. Если сотрудник пришел по рекомендации, то атрибут имеет значение. В остальных случаях поле остается пустым, т.е. null.
Теперь давайте создадим набор данных по сотрудникам в формате JSON. Если мы хотим добавить несколько записей о разных сотрудниках, то необходимо прописать их в квадратных скобках [...].
[
{
"name": "Aleix Melon",
"id": "E00245",
"role": ["Dev", "DBA"],
"age": 23,
"doj": "11-12-2019",
"married": false,
"address": {
"street": "32, Laham St.",
"city": "Innsbruck",
"country": "Austria"
},
"referred-by": "E0012"
},
{
"name": "Bob Washington",
"id": "E01245",
"role": ["HR"],
"age": 43,
"doj": "10-06-2010",
"married": true,
"address": {
"street": "45, Abraham Lane.",
"city": "Washington",
"country": "USA"
},
"referred-by": null
}
]
Обратите внимание на значение атрибута referred-by для сотрудника Боба Вашингтона (Bob Washington). Оно пустое. То есть никто из сотрудников не давал ему рекомендаций.
Как использовать данные JSON в качестве значения строки
Мы узнали, как форматировать данные внутри файла JSON. Еще можно использовать данные JSON в качестве строковых значений и присваивать их переменной. Поскольку JSON считается текстовым форматом, в большинстве языков программирования его можно обрабатывать как строку.
Давайте рассмотрим пример, как это делается JavaScript. Вы можете добавить данные JSON в одну строку. Перечисление делается через одинарные кавычки '...'.
const user = '{"name": "Alex C", "age": 2, "city": "Houston"}';
Если вы хотите сохранить форматирование, то данные JSON лучше создавать с помощью шаблонных литералов (template literals).
const user = `{
"name": "Alex C",
"age": 2,
"city": "Houston"
}`;
Кроме того, это очень удобное решение, если нужно создать данные JSON с динамическими значениями.
const age = 2;
const user = `{
"name": "Alex C",
"age": ${age},
"city": "Houston"
}`;
console.log(user);
// Output
{
"name": "Alex C",
"age": 2,
"city": "Houston"
}
Объекты JavaScript и JSON – это НЕ одно и то же
Формат данных JSON создавался на базе объектной структуры JavaScript. Но все сходства на этом заканчиваются.
Объекты в JavaScript:
у объектов JavaScript могут быть методы, а у JSON – нет;
ключи можно добавлять без кавычек;
разрешены комментарии;
отдельные сущности
Как преобразовать JSON в объект JavaScript и наоборот
В JavaScript есть 2 встроенных метода по преобразованию данных JSON в объекты JavaScript и наоборот.
Как преобразовать данные JSON в объект JavaScript
Для преобразования данных JSON в объект JavaScript используется метод JSON.parse(). Он проводит синтаксический разбор (парсинг) допустимой строки JSON в объект JavaScript.
const userJSONData = `{
"name": "Alex C",
"age": 2,
"city": "Houston"
}`;
const userObj = JSON.parse(userJSONData);
console.log(userObj);
Вывод:
Как преобразовать объект JavaScript в данные JSON
Для преобразования объекта JavaScript в данные JSON используется метод JSON.stringify().
const userObj = {
name: 'Alex C',
age: 2,
city: 'Houston'
}
const userJSONData = JSON.stringify(userObj);
console.log(userJSONData);
Вывод:
Должно быть, вы обратили внимание на слово JSON, которое используется для вызова методов parse() и stringify(). Это встроенный объект JavaScript, который, хоть и называется JSON (хотя с тем же успехом он мог бы называться JSONUtil), но не имеет никакого отношения к формату JSON. Так что, пожалуйста, помните об этом.
Как обрабатывать ошибки "Unexpected token u in JSON at position 1" и другие?
При обработке JSON могут возникать ошибки. Это нормально. Например, при разборе данных JSON в объект JavaScript вдруг появляется следующее сообщение:
Если возникает такая ошибка, обязательно проверьте корректность ваших данных в JSON. Чаще всего причина синтаксического сбоя кроется в небольшой ошибке, которую вы случайно сделали в исходных данных JSON. Проверить правильность данных и форматов JSON можно с помощью JSON Linter.
Алгоритм
– это набор четко сформулированных инструкций, который применяется для решения конкретной задачи. Эти задачи вы можете решать любым удобным для вас способом.
Это значит, что ваш метод, который вы используете для решения задачи, может отличаться от моего, но при этом мы оба должны получить один и тот же результат.
Так как способ решения одной и той же задачи может быть не один, то должен существовать и способ оценить эти решения или алгоритмы с точки зрения оптимальности и эффективности (время, которое требуется для запуска/выполнения вашего алгоритма, и общий объем потребляемой памяти).
Этот этап довольно важный для программистов. Его цель - помочь убедиться, что их приложения работают должным образом, и помочь написать чистый программный код.
И вот здесь на первый план выходит обозначение «О большое». «О большое» - это метрика, которая определяет эффективность алгоритма. Она позволяет оценить, сколько времени занимает выполнение программного кода с различными входными данными, и измерить, насколько эффективно этот программный код масштабируется по мере увеличения размера входных данных.
Что такое «О большое»?
«О большое» показывает сложность алгоритма для наихудшего случая. Для описания сложности алгоритма здесь используются алгебраические выражения.
«О большое» определяет время выполнения алгоритма, показывая, как будет меняться оптимальность алгоритма по мере увеличения размера входных данных. Однако этот показатель не расскажет вам о том, насколько быстро работает ваш алгоритм.
«О большое» измеряет эффективность и оптимальность алгоритма, основываясь на временной и пространственной сложности.
Что такое временная и пространственная сложность?
Один из самых основных факторов, который влияет на оптимальность и эффективность вашей программы – это оборудование, ОС и ЦП, которые вы используете.
Однако при анализе оптимальности алгоритма это не учитывается. Куда важнее учесть временную и пространственную сложность как функцию, которая зависит от размера входных данных.
Временная сложность алгоритма – это то, сколько времени потребуется для выполнения алгоритма в зависимости от размера входных данных. Аналогично пространственная сложность – это то, сколько пространства или памяти потребуется для выполнения алгоритма в зависимости от размера входных данных.
В данной статье мы рассмотрим временную сложность. Эта статья станет для вас своего рода шпаргалкой, которая поможет вам понять, как можно рассчитать временную сложность для любого алгоритма.
Почему временная сложность зависит от размера входных данных?
Для того, чтобы полностью понять, что же такое «зависимость от входных данных», представьте, что у вас есть некий алгоритм, который вычисляет сумму чисел, основываясь на ваших входных данных. Если вы ввели 4, то он сложит 1+2+3+4, и на выходе получится 10; если вы ввели 5, то на выходе будет 15 (то есть алгоритм сложил 1+2+3+4+5).
const calculateSum = (input) => {
let sum = 0;
for (let i = 0; i <= input; i++) {
sum += i;
}
return sum;
};
В приведенном выше фрагменте программного кода есть три оператора:
Давайте посмотрим на картинку выше. У нас есть три оператора. При этом, так как у нас есть цикл, то второй оператор будет выполняться, основываясь на размере входных данных, поэтому, если на входе алгоритм получает 4, то второй оператор будет выполняться четыре раза. А значит, в целом алгоритм выполнится шесть (4+2) раз.
Проще говоря, алгоритм будет выполняться input+2 раза; input может быть любым числом. Это говорит о том, что алгоритм выражается в терминах входных данных. Иными словами, это функция, которая зависит от размера входных данных.
Для понятия «О большое» есть шесть основных типов сложностей (временных и пространственных):
Постоянное время: O1
Линейное время: On
Логарифмическое время: On log n
Квадратичное время: On2
Экспоненциальное время: O2n
Факториальное время: On!
Прежде чем мы перейдем к рассмотрению всех этих временных сложностей, давайте посмотрим на диаграмму временной сложности «О большого».
Диаграмма временной сложности «О большого»
Диаграмма «О большого» - это асимптотические обозначение, которое используется для выражения сложности алгоритма или его оптимальности в зависимости от размера входных данных.
Данная диаграмма помогает программистам определить сценарий наихудшего случая, а также оценить время выполнения и объем требуемой памяти.
Следующий график иллюстрирует сложность «О большого»:
Глядя на приведенную выше диаграмму, можно определить, что O1 – постоянное время выполнения алгоритма, является наилучшим вариантом. Это означает, что ваш алгоритм обрабатывает только один оператор без какой-либо итерации. Дальше идет Olog n , что тоже является неплохим вариантом, и другие:
O1 – отлично/наилучший случай
Olog n – хорошо
On – удовлетворительно
On log n – плохо
On2, O2n, On! – ужасно/наихудший случай
Теперь вы имеете представление о различных временных сложностях, а также можете понять, какие из них наилучшие, хорошие или удовлетворительные, а какие плохие и наихудшие (плохих и наихудших временных сложностей следует избегать).
Следующий вопрос, который может прийти на ум: «какой алгоритм какую сложность имеет?» И это вполне логичный вопрос, ведь эта статья задумывалась как шпаргалка. ?
Когда ваши расчеты не зависят от размера входных данных, то это постоянная временная сложность - O1.
Когда размер входных данных уменьшается в два раза, например, при итерации, обработке рекурсии и т.д., то это логарифмическая временная сложность - Olog n .
Когда у вас один цикл в алгоритме, то это линейная временная сложность - On.
Когда у вас есть вложенные циклы, то есть цикл в цикле, то это квадратичная временная сложность - On2.
Когда скорость роста удваивается при каждом добавлении входных данных, то это экспоненциальная временная сложность - O2n.
Давайте перейдем к описанию временных сложностей. Для каждой будут приведены примеры. Отмечу, что в примерах я использовал JavaScript, но если вы понимаете принцип и что из себя представляет каждая временная сложность, то не имеет значения, какой язык программирования вы выберите.
Примеры временных сложностей «О большого»
Постоянное время: O1
Когда алгоритм не зависит от размера входных данных n, то говорят, что он имеет постоянную временную сложность порядка O1. Это значит, что время выполнения алгоритма всегда будет одним и тем же, независимо от размера входных данных.
Допустим, что задача алгоритма – вернуть первый элемент массива. Даже если массив состоит из миллиона элементов, временная сложность будет постоянной, если использовать следующий подход для решения задачи:
const firstElement = (array) => {
return array[0];
};
let score = [12, 55, 67, 94, 22];
console.log(firstElement(score)); // 12
Приведенная выше функция выполняет лишь один шаг, а это значит, что функция работает за постоянное время, и ее временная сложность O1.
Однако, как уже было сказано, разные программисты могут найти разные способы решения задачи. Например, другой программист может решить, что сначала надо пройти по массиву, а затем уже вернуть первый элемент:
const firstElement = (array) => {
for (let i = 0; i < array.length; i++) {
return array[0];
}
};
let score = [12, 55, 67, 94, 22];
console.log(firstElement(score)); // 12
Это просто пример – вряд ли кто-то будет решать эту задачу таким способом. Но здесь уже есть цикл, а значит алгоритм не будет выполняться за постоянное время, здесь в игру вступает линейное время с временной сложностью On.
Линейное время: On
Линейная временная сложность возникает, когда время работы алгоритма увеличивается линейно с размером входных данных. Когда функция имеет итерацию по входному значению n, то говорят, что она имеет временную сложность порядка On.
Допустим, алгоритм должен вычислить и вернуть факториал любого числа, которое вы введете. Это значит, что если вы введете число 5, то алгоритм должен выполнить цикл и умножить 1·2·3·4·5, а затем вывести результат – 120:
const calcFactorial = (n) => {
let factorial = 1;
for (let i = 2; i <= n; i++) {
factorial = factorial * i;
}
return factorial;
};
console.log(calcFactorial(5)); // 120
Тот факт, что время выполнения алгоритма зависит от размера входных данных, подразумевает наличие линейной временной сложности порядка On.
Логарифмическое время: Olog n
Это чем-то похоже на линейную временную сложность. Однако здесь время выполнения зависит не от размера входных данных, а от их половины. Когда размер входных данных уменьшается на каждой итерации или шаге, то говорят, что алгоритм имеет логарифмическую временную сложность.
Такой вариант считается вторым сверху списка лучших, так как ваша программа работает лишь с половиной входных данных. И при всем при этом, размер входных данных уменьшается с каждой итерацией.
Отличный пример – функция бинарного поиска, которая делит отсортированный массив, основываясь на искомом значения.
Допустим, что нам надо найти индекс определенного элемента в массиве с помощью алгоритма бинарного поиска:
const binarySearch = (array, target) => {
let firstIndex = 0;
let lastIndex = array.length - 1;
while (firstIndex <= lastIndex) {
let middleIndex = Math.floor((firstIndex + lastIndex) / 2);
if (array[middleIndex] === target) {
return middleIndex;
}
if (array[middleIndex] > target) {
lastIndex = middleIndex - 1;
} else {
firstIndex = middleIndex + 1;
}
}
return -1;
};
let score = [12, 22, 45, 67, 96];
console.log(binarySearch(score, 96));
Приведенный выше программный код демонстрирует бинарный поиск. Судя по нему, вы сначала получаете индекс среднего элемента вашего массива, дальше вы сравниваете его с искомым значением и, если они совпадают, то вы возвращаете этот индекс. В противном случае, если они не совпали, вы должны определить, искомое значение больше или меньше среднего, чтобы можно было изменить первый и последний индекс, тем самым уменьшив размер входных данных в два раза.
Так как на каждой такой итерации размер входных данных уменьшается в два раза, то данный алгоритм имеет логарифмическую временную сложность порядка Olog n .
Квадратичное время: On2
Когда в алгоритме присутствуют вложенные циклы, то есть цикл в цикле, то временная сложность уже становится квадратичной, и здесь нет ничего хорошего.
Представьте, что у вас есть массив из n элементов. Внешний цикл будет выполняться n раз, а внутрениий – n раз для каждой итерации внешнего цикла, и, соответственно, общее количество итераций составит n2. Если в массиве было 10 элементов, то количество итераций будет 100 (102).
Ниже приведен пример, где сравниваются элементы для того, чтобы можно было вывести индекс, когда найдутся два одинаковых:
const matchElements = (array) => {
for (let i = 0; i < array.length; i++) {
for (let j = 0; j < array.length; j++) {
if (i !== j && array[i] === array[j]) {
return `Match found at ${i} and ${j}`;
}
}
}
return "No matches found ?";
};
const fruit = ["?", "?", "?", "?", "?", "?", "?", "?", "?", "?"];
console.log(matchElements(fruit)); // "Match found at 2 and 8"
В этом примере есть вложенный цикл, а значит, здесь будет квадратичная временная сложность порядка On2.
Экспоненциальное время: O2n
Экспоненциальная временная сложность появляется, когда скорость роста удваивается с каждым добавлением входных данных n, например, когда вы обходите все подмножества входных элементов. Каждый раз, когда единицу входных данных увеличивают на один, то количество итераций, которые выполняет алгоритм, увеличиваются в два раза.
Хороший пример – рекурсивная последовательность Фибоначчи. Допустим, дано число, и необходимо найти n-ый элемент последовательности Фибоначчи.
Последовательность Фибоначчи – это математическая последовательность, в которой каждое число является суммой двух предыдущих; первые два числа – 0 и 1. Третье число – 1, четвертое – 2, пятое – 3 и т.д. (0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, …).
Соответственно, если вы введете число 6, то выведется 6-й элемент в последовательности Фибоначчи – 8:
const recursiveFibonacci = (n) => {
if (n < 2) {
return n;
}
return recursiveFibonacci(n - 1) + recursiveFibonacci(n - 2);
};
console.log(recursiveFibonacci(6)); // 8
Приведенный выше алгоритм задает скорость роста, которая удваивается каждый раз, когда добавляются входные данные. А значит, данный алгоритм имеет экспоненциальную временную сложность порядка O2n.
Заключение
Из данной статьи вы узнали, что такое временная сложность, как определить оптимальность алгоритма с помощью «О большого», а также рассмотрели различные временные сложности с примерами.