python 哈希表实现简单python字典代码实例

这篇文章主要介绍了python 哈希表实现简单python字典代码实例,文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下

class Array(object):
 def __init__(self, size = 32, init = None):
   self._size = size
   self._items = [init] * size
 def __getitem__(self, index):
   return self._items[index]
 def __setitem__(self, index, value):
   self._items[index] = value
 def __len__(self):
   return self._size
 def clear(self, value = None):
   for i in range(self,_items):
     self._items[i] = value
 def __iter__(self):
   for item in self._items:
     yield item
class Slot(object):
 """
 定义一个哈希表数组的槽
 注意：一个槽有三种状态
 1. 从未被使用过，HashMap.UNUSED。 此槽没有被使用和冲突过，查找时只要找到UNUSED 就不用再继续探查了
 2. 使用过但是remove了， 此时是HashMap.EMPTY，该谈差点后面的元素仍可能是有key
 3. 槽正在使用Slot 节点
 """
 def __init__(self, key, value):
   self.key = key
   self.value = value
class HashTable(object):
 UNUSED = None # 表示slot 没有被使用过
 EMPTY = Slot(None, None) # 使用过被删除
 def __init__(self):
   self._table = Array(8, init = HashTable.UNUSED) # 初始化，数组的每个元素都是UNUSED
   self.length = 0
 @property # 内置装饰器，把方法变成属性
 def _load_factor(self):
   return self.length/float(len(self._table))
 def __len__(self):
   return self.length
 def _hash(self, key):
   return abs(hash(key)) ％ len(self._table) # abs函数返回绝对值 hash 是内置函数 _hash 直接使用内置的哈希函数，对数组的长度取模
 def _find_key(self, key):
   index = self._hash(key) # 先用 _hash方法计算出槽的位置
   _len = len(self._table) # 现保存下来长度
   while self._table[index] is not HashTable.UNUSED:  # 如果这个槽不是没有被使用过
     if self._table[index] is HashTable.EMPTY: # 如果这个槽是，曾经有过值，不过被删除了
       index = (index*5 +1 ) ％ _len    # cpython 使用的一种解决哈希冲突的方式
       continue
     elif self._table[index].key == key: # 正在使用， 如果key值相同
       return index
     else: # 这里就只剩最后一种可能， 正在使用，但是key没有找到
       index = (index *5 +1) ％ _len
   return None
 def _slot_can_insert(self, index): # 判断一个槽是否可以插入
   return (self._table[index] is HashTable.EMPTY or self._table[index] is HashTable.UNUSED)
 def _find_slot_for_insert(self,key):  # 寻找一个空槽，用来插入
   index = self._hash(key)
   _len = len(self._table)
   while not self._slot_can_insert(index):
     index = (index*5 + 1) ％ _len
   return index
 def __contains__(self, key):   # 实现一个in操作符
   index = self._find_key(key)
   return index is not None
 def add(self, key, value):
   if key in self:  # 上面实现的in操作符
     index = self._find_key(key)
     self._table[index].value = value
     return False  # 返回False 表示没有执行插入操作，执行的是更新操作
   else:
     index = self._find_slot_for_insert(key)
     self._table[index] = Slot(key, value) # 这两部可能会调用_slot_can_insert 函数，不管是哪种情况，EMPTY 或 是 UNUSEZD，都将这个节点声明为Slot类
     self.length += 1
     if self._load_factor >= 0.8:
       self._rehash()   # 当空间占用大于0.8 的时候，进行rehash 重新分配空间。
     return True
 def _rehash(self):
   old_table = self._table
   newsize = len(self._table) *2
   self._table = Array(newsize, HashTable.UNUSED)
   self.length = 0
   for slot in old_table:
     if slot is not HashTable.UNUSED and slot is not HashTable.EMPTY:  # 判断这个slot 是有值的
       index = self._find_slot_for_insert(slot.key)  # 找到一个可以插入的槽
       self._table[index] = slot
       self.length += 1
 def get(self, key, default = None):
   index = self._find_key(key)
   if index is None:
     return default
   else:
     return self._table[index].value
 def remove(self,key):
   index = self._find_key(key)
   if index is None:
     raise KeyError()
   value = self._table[index].value
   self.length -= 1
   self._table[index] = HashTable.EMPTY
   return value
 def __iter__(self):   # 遍历操作，python 字典默认遍历的是key，这里实现的也是遍历key
   for slot in self._table:
     if slot not in(HashTable.EMPTY, HashTable.UNUSED):
       yield slot.key
class DictADT(HashTable):

def __setitem__(self, key, value):  # 设定给定键的值
   self.add(key, value)
 def __getitem__(self, key):   # 返回给定键的值
   if key not in self:
     raise KeyError()
   else:
     return self.get(key)
 def _iter_slot(self):
   for slot in self._table:
     if slot not in (HashTable.EMPTY, HashTable.UNUSED):
       yield slot
 def items(self):
   for slot in self._iter_slot():
     yield (slot.key, slot.value)
 def keys(self):
   for slot in self._iter_slot():
     yield slot.key
 def values(self):
   for slot in self._iter_slot():
     yield slot.value
def test_dict():
 import random
 d = DictADT()
 d['a'] = 1   # 这时候调用 __setitem__ 方法
 assert d['a'] == 1
 d.remove('a')
 l = list(range(30))
 random.suffle(l)  # 打乱l
 for i in l:
   d.add(i, i )
 for i in range(30):
   assert d.get(i) == i
 assert sorted (list(d.keys())) == sorted(l)

来源：https://www.cnblogs.com/dairuiquan/p/10518912.html