设计浏览器历史记录

难度: Medium

你有一个只支持单个标签页的 浏览器 ，最开始你浏览的网页是 homepage ，你可以访问其他的网站 url ，也可以在浏览历史中后退 steps 步或前进 steps 步。

请你实现 BrowserHistory 类：

BrowserHistory(string homepage) ，用 homepage 初始化浏览器类。
void visit(string url) 从当前页跳转访问 url 对应的页面。执行此操作会把浏览历史前进的记录全部删除。
string back(int steps) 在浏览历史中后退 steps 步。如果你只能在浏览历史中后退至多 x 步且 steps > x ，那么你只后退 x 步。请返回后退至多 steps 步以后的 url 。
string forward(int steps) 在浏览历史中前进 steps 步。如果你只能在浏览历史中前进至多 x 步且 steps > x ，那么你只前进 x 步。请返回前进至多 steps步以后的 url 。

示例：

输入：
["BrowserHistory","visit","visit","visit","back","back","forward","visit","forward","back","back"]
[["leetcode.com"],["google.com"],["facebook.com"],["youtube.com"],[1],[1],[1],["linkedin.com"],[2],[2],[7]]
输出：
[null,null,null,null,"facebook.com","google.com","facebook.com",null,"linkedin.com","google.com","leetcode.com"]

解释：
BrowserHistory browserHistory = new BrowserHistory("leetcode.com");
browserHistory.visit("google.com");       // 你原本在浏览 "leetcode.com" 。访问 "google.com"
browserHistory.visit("facebook.com");     // 你原本在浏览 "google.com" 。访问 "facebook.com"
browserHistory.visit("youtube.com");      // 你原本在浏览 "facebook.com" 。访问 "youtube.com"
browserHistory.back(1);                   // 你原本在浏览 "youtube.com" ，后退到 "facebook.com" 并返回 "facebook.com"
browserHistory.back(1);                   // 你原本在浏览 "facebook.com" ，后退到 "google.com" 并返回 "google.com"
browserHistory.forward(1);                // 你原本在浏览 "google.com" ，前进到 "facebook.com" 并返回 "facebook.com"
browserHistory.visit("linkedin.com");     // 你原本在浏览 "facebook.com" 。 访问 "linkedin.com"
browserHistory.forward(2);                // 你原本在浏览 "linkedin.com" ，你无法前进任何步数。
browserHistory.back(2);                   // 你原本在浏览 "linkedin.com" ，后退两步依次先到 "facebook.com" ，然后到 "google.com" ，并返回 "google.com"
browserHistory.back(7);                   // 你原本在浏览 "google.com"， 你只能后退一步到 "leetcode.com" ，并返回 "leetcode.com"

提示：

1 <= homepage.length <= 20
1 <= url.length <= 20
1 <= steps <= 100
homepage 和 url 都只包含 '.' 或者小写英文字母。
最多调用 5000 次 visit， back 和 forward 函数。

Submission

运行时间: 236 ms

内存: 17.3 MB

from collections import deque


class BrowserHistory:

    def __init__(self, homepage: str):
        self.browser_history = []
        self.browser_history.append(homepage)
        self.index = 0

    def visit(self, url: str) -> None:
        length = len(self.browser_history)
        for _ in range(self.index+1, length):
            self.browser_history.pop()
        self.browser_history.append(url)
        self.index += 1
        print(self.browser_history, self.browser_history[self.index])

    def back(self, steps: int) -> str:
        if self.index - steps < 0:
            self.index = 0
            return self.browser_history[0]
        self.index -= steps
        print(self.browser_history, self.browser_history[self.index])
        return self.browser_history[self.index]

    def forward(self, steps: int) -> str:
        if self.index + steps >= len(self.browser_history):
            self.index = len(self.browser_history) - 1
            return self.browser_history[-1]
        self.index += steps
        print(self.browser_history, self.browser_history[self.index])
        return self.browser_history[self.index]


# Your BrowserHistory object will be instantiated and called as such:
# obj = BrowserHistory(homepage)
# obj.visit(url)
# param_2 = obj.back(steps)
# param_3 = obj.forward(steps)

Explain

该题解使用一个列表来保存浏览器的历史记录，并使用一个整数索引来标记当前页面的位置。当访问新的网站时，它将从历史记录中删除当前索引之后的所有记录，然后添加新的记录并更新索引。后退操作会根据给定的步数减少索引，但不允许索引小于0。前进操作会根据给定的步数增加索引，但不允许索引超过历史记录的长度。

时间复杂度: O(n)

空间复杂度: O(n)

from collections import deque


class BrowserHistory:

    def __init__(self, homepage: str):
        self.browser_history = []  # 初始化历史记录列表
        self.browser_history.append(homepage)  # 添加首页到历史记录
        self.index = 0  # 设置当前页面的索引为0

    def visit(self, url: str) -> None:
        length = len(self.browser_history)
        for _ in range(self.index+1, length):
            self.browser_history.pop()  # 删除当前页面之后的历史记录
        self.browser_history.append(url)  # 添加新的页面到历史记录
        self.index += 1  # 更新当前页面的索引
        print(self.browser_history, self.browser_history[self.index])  # 输出当前的历史记录和当前页面

    def back(self, steps: int) -> str:
        if self.index - steps < 0:
            self.index = 0  # 确保索引不会小于0
            return self.browser_history[0]
        self.index -= steps  # 更新索引
        print(self.browser_history, self.browser_history[self.index])  # 输出当前的历史记录和当前页面
        return self.browser_history[self.index]

    def forward(self, steps: int) -> str:
        if self.index + steps >= len(self.browser_history):
            self.index = len(self.browser_history) - 1  # 确保索引不会超过历史记录的长度
            return self.browser_history[-1]
        self.index += steps  # 更新索引
        print(self.browser_history, self.browser_history[self.index])  # 输出当前的历史记录和当前页面
        return self.browser_history[self.index]

# Your BrowserHistory object will be instantiated and called as such:
# obj = BrowserHistory(homepage)
# obj.visit(url)
# param_2 = obj.back(steps)
# param_3 = obj.forward(steps)

Explore

是的，这种处理方式可能会导致用户体验问题。当步数超过可行的最大值时，用户实际后退或前进的步数会少于请求的步数，但是从现有的输出中，用户无法得知实际移动了多少步。为了改善用户体验，可以在方法中添加返回信息，说明实际移动的步数，或者在用户界面上提供反馈，告知用户超出的步数没有执行。

使用双端队列（deque）确实可以优化某些操作的性能。例如，使用deque可以更高效地从历史记录的前端或后端添加或删除元素，因为deque支持O(1)时间复杂度的插入和删除操作。在当前的实现中，每次调用`visit`函数时删除索引之后的元素是一个O(n)的操作，使用deque可以改进这一性能。然而，对于本题的具体需求，考虑到通常浏览历史记录不会非常长，使用列表也能满足性能需求，且实现较为简单。

在实际实现中，应该对`steps`参数进行有效性验证。如果`steps`为负数，应该抛出一个异常或返回一个错误信息，因为后退或前进的步数为负是不合逻辑的。对于极大值，虽然代码已经通过调整索引到边界值来处理，但更好的做法是在接收到异常大的`steps`值时，通过日志记录或异常处理机制来监控这种情况，以便开发者了解可能存在的错误或滥用行为。