python实现hash表（上）

#源于数据结构与分析的学习#

字典来实现，字典是储存键（key）-值（value）对的数据类型。键用来查找关联的值，这个常常被称作“映射”

字典的键必须是不可变的，例如字符串、数字或元组等，而值可以是任意类型的对象

对于python中的hash Table 

映射抽象数据类型定义如下。它是将键和值关联起来的无序集合，其中的键是不重复的，键和值之间一一对应的关系。需要映射支持以下操作。让我们来看看。

1.Map()创建一个空的映射，它返回一个空的映射集合。

2.put（key，val)在映射中加入一个新的键值对。如果键已经存在，就用新值替换旧值。

3.get（key）返回key对应的值。如果key不存在，则返回None

4.del通过del map【key】这样的语句从映射中删除键值对。

5.len()返回映射中储存的键值对的数目

6.in通过key in map这样的语句，在键存在时返回True，否则返回False

这是使用字典来实现hash表，其最大优势是，给定一个键，很快就可以找到其关联的值。

但是我们今天用列表来创建一个hash类，实现映射抽象数据类型。

tips：

slots的列表来储存键（key），而data的列表来存储值。两个列表中的键与值在后面一一对应。

那我们先来看看如何定义一个hash类的初始值

class HashTable: #创建一个hash类
    def __init__(self):
       self.size = 11
       self.slots = [None]*self.size
        self.data = [None]*self.size
"""
tips: 1.初始大小可以任意指定，但是选一个素数很关键
在后面的rehash的时候，就不会出现被散列大小整除的现象

2.slots 和 data 用来等效于dic（字典类型）
可以看散列的定义，我们知道初始的时候，每一个槽都是空的
所以这里是设为装有self.size个的[None] 列表

"""

slots 与 data 它们是同步的，到后面我们进行get（）和put（），操作的时候就会慢慢的领悟了

上面那句话可以在我们看这些操作时，不断重复，有助于你的理解

“slots的列表来储存键（key），而data的列表来存储值。两个列表中的键与值在后面一一对应。”

好，现在我们来看看其他两大方法

第一个方法：put函数。

但我在此处先写入两个方法，有助于你们的理解

分别是方法1：hashfunction()  和 方法2： rehash()---re有再一次的意义 我们可以理解为 再一次的散列寻找

def function(self,key,size):
    return key%size
#用键（大小）除以散列的长度---结果要求余
#得出的结果，便是该键在散列的初始位置



def rehash(self,oldhash,size)
    return (oldhash + 1)%size
#这个是再散列，目的是解决冲突，散列更加均匀

def put(self,key,data):
    hashvalue = self.hashfunction(key)
#此处求出该数在hash表中的初始位置
    
    if self.slots[hashvalue] == None:
        self.slots[hashvalue] = key
        self.data[hashvalue] = data
#判断该槽是否为空，若为空，则放入数据
    else:
        if self.slots[hashvalue] == key:
            self.data[hashvalue] = data #替换旧数据
        else:
            nextslot = self.rehash(hashvalue)#传入旧值
            while self.slots[nextslot] != None and\
                    self.slots[nextslot] != key:
                nextslot = rehash(nextslot)
#判断新的节点是否为空或是为对应的键
#直到找到None或是key，才结束循环，然后进行下一步

            if self.slots[nextslot] == None:
                self.slots[nextslot] = key
                self.data[nextslot] = data
            else:
                self.data[nextslot] = data#替换旧值

这便是put方法

接下来我们来看看get方法，它是如何使用双列表来具体实现的

同理，get函数也先计算初始散列值，就是我在上面写的hashfunction（）这个方法，用return返回给函数调用端使用，也就是计算机。如果值不在初始散列值对应的槽中，那么我们会使用rehahs（）方法来确定下一个位置。

那么我们先来看看这个函数，更好地来解读以下的code。

def get(self,key):
    startslot = self.hashfunction(key) 
#获取该键的初始位置，并将其定为开始位置
    data = None
    stop = False
    found = False
    position = startslot
#接下要使用while循环进行寻找，顺序查找
    while self.slots[position] != None and\
                not found and not stop:
        if self.slots[position] == key:
                found = True
                data = self.data[position]
        else:
            position = self.rehash(position)
            if position == startslot:
                stop = True
     return data

"""
注意：1.while判断条件这样设置的原因是：1.若寻找时，有位置为空，则该元素不存在
2.若该位置的键相等，说明寻找到了，将该处的data返回给用户
3.为确保循环一定能结束，因为不会回到初始槽，如果
遇到初始槽，则说明已经检查完所有的槽，该元素必定不存在。

"""

为了更好让我们来操作hashTable这个类

我们再附上两个方法，来提供额外的字典功能：

def __getitem__(self,key):
    return self.get(key)
#说明我们可以通过[]来进行访问

def __setitem__(self,key,data):
     return self.put(key,data)

"""
这里我们创建好实例
如:
#1 A = HashTable()
#2 A[54] = "cat" ----已经把这个槽创立好了
#3 print(A[54])
>>> "cat"

以上就是我所的一些操作
"""

还有一部分的方法留到下一期，那么，我们今天对于散列（hashTable）的理解就先到这里

谢谢你的阅读，如有任何疑问，欢迎前来评论区留言