Python篇——数据结构与算法(第六部分:哈希表)

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目录

1、直接寻址表

2、直接寻址表缺点

3、哈希

4、哈希表

5、解决哈希冲突

6、拉链法

7、常见哈希函数

8、哈希表的实现

8.1迭代器iter()和__iter__

8.2str()和repr()

8.3代码实现哈希表

8.4哈希表的应用


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 1、直接寻址表

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2、直接寻址表缺点

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3、哈希

  • 直接寻址表:key为k的元素放到k的位置上
  • 改进直接寻址表:哈希(Hashing)
    • 构建大小为m的寻址表T
    • key为k的元素放到h(k)的位置上
    • h(k)是一个函数,其将域U映射到表T[0,1,2,...,m-1]

4、哈希表

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 5、解决哈希冲突

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 6、拉链法

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 7、常见哈希函数

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 8、哈希表的实现

 8.1迭代器iter()和__iter__

  • 从根本上说,迭代器就是有一个next()方法的对象,而不是通过索引来计数。
  • 迭代器更大的功劳是提供了一个统一的访问集合的接口。
  • 迭代器为类序列对象提供了一个类序列的接口。迭代器对象从集合的第一个元素开始访问,直到所有的元素被访问完结束。
  • 迭代器只能往前不会后退。
  • python的迭代无缝地支持序列对象,而且它还允许程序员迭代非序列类型,包括用户定义的对象。
  • 迭代器用起来很灵巧,你可以迭代不是序列但表现出序列行为的对象,例如字典的键、一个文件的行。
def iter_test():
    i = iter('happy')#!!!
    try:
        while True:
            print i.next()
    except StopIteration:
        pass

    s = {'one':1,'two':2,'three':3}
    print s
    m = iter(s) #!!!
    try:
        while True:
            print m.next()  #s[m.next()]
    except StopIteration:
        pass

if __name__ == '__main__':    
    iter_test()
h
a
p
p
y
{'three': 3, 'two': 2, 'one': 1}
three
two
one
  •  使用类实现__iter__()next()函数
  • 另一个创建迭代器的方法是使用类,一个实现了__iter__()和next()方法的类可以作为迭代器使用。
  • next方法:返回迭代器的下一个元素
  • __iter__方法:返回迭代器对象本身
class Fib(object):
    def __init__(self):
        self.a, self.b = 0, 1 # 初始化两个计数器a,b

    def __iter__(self):
        return self # 实例本身就是迭代对象,故返回自己

    def next(self):
        self.a, self.b = self.b, self.a + self.b # 计算下一个值
        if self.a > 10: # 退出循环的条件
            raise StopIteration();
        return self.a # 返回下一个值

if __name__ == '__main__':    
    for n in Fib():
        print n 
1
1
2
3
5
8

8.2str()和repr()

  • Python 内置函数 repr() 和 str() 分别调用对象的__repr____str__
  • repr()更能显示出对象的类型、值等信息,对象描述清晰的。 而str()能够让我们最快速了解到对象的内容,可读性较高
  • 在 Python 交互式命令行下直接输出对象默认使用的是__repr__
import datetime
s = 'hello'
d = datetime.datetime.now()
print(str(s))
print(repr(s))
print(str(d))
print(repr(d))
hello
'hello'
2023-6-13 22:39:18.014587
datetime.datetime(2023, 6, 13, 22, 39, 18, 14587)

 Note:

  • map()函数
def square(x) :            # 计算平方数
...     return x ** 2
...
>>> map(square, [1,2,3,4,5])   # 计算列表各个元素的平方
[1, 4, 9, 16, 25]
>>> map(lambda x: x ** 2, [1, 2, 3, 4, 5])  # 使用 lambda 匿名函数
[1, 4, 9, 16, 25]

8.3、代码实现哈希表

# hash
class Linklist:
    class Node:
        def __init__(self, item=None):
            self.item = item
            self.next = None

    class LinkListIterator:
        def __init__(self, node):
            self.node = node

        def __next__(self):
            if self.node:
                cur_node = self.node
                self.node = cur_node.next
                return cur_node.item
            else:
                raise StopIteration

        def __iter__(self):
            return self

    def __init__(self, iterable=None):
        self.head = None
        self.tail = None
        if iterable:
            self.extend(iterable)

    def append(self, obj):
        s = Linklist.Node(obj)
        if not self.head:
            self.head = s
            self.tail = s
        else:
            self.tail.next = s
            self.tail = s

    def extend(self, iterable):
        for obj in iterable:
            self.append(obj)

    def find(self, obj):
        for n in self:
            if n == obj:
                return True
        else:
            return False

    def __iter__(self):
        return self.LinkListIterator(self.head)

    def __repr__(self):
        return "<<" + ",".join(map(str, self)) + ">>"


# 类似于集合的结构
class HashTable:
    def __init__(self, size=101):
        self.size = size
        self.T = [Linklist() for i in range(self.size)]

    def h(self, k):
        return k % self.size

    def insert(self, k):
        i = self.h(k)
        if self.find(k):
            print("Douplicated insert")
        else:
            self.T[i].append(k)

    def find(self, k):
        i = self.h(k)
        return self.T[i].find(k)


lk = Linklist([1, 2, 3, 4])
print(lk)

ht = HashTable()
ht.insert(0)
ht.insert(1)


# hash
class Linklist:
    class Node:
        def __init__(self, item=None):
            self.item = item
            self.next = None

    class LinkListIterator:
        def __init__(self, node):
            self.node = node

        def __next__(self):
            if self.node:
                cur_node = self.node
                self.node = cur_node.next
                return cur_node.item
            else:
                raise StopIteration

        def __iter__(self):
            return self

    def __init__(self, iterable=None):
        self.head = None
        self.tail = None
        if iterable:
            self.extend(iterable)

    def append(self, obj):
        s = Linklist.Node(obj)
        if not self.head:
            self.head = s
            self.tail = s
        else:
            self.tail.next = s
            self.tail = s

    def extend(self, iterable):
        for obj in iterable:
            self.append(obj)

    def find(self, obj):
        for n in self:
            if n == obj:
                return True
        else:
            return False

    def __iter__(self):
        return self.LinkListIterator(self.head)

    def __repr__(self):
        return "<<" + ",".join(map(str, self)) + ">>"


# 类似于集合的结构
class HashTable:
    def __init__(self, size=101):
        self.size = size
        self.T = [Linklist() for i in range(self.size)]

    def h(self, k):
        return k % self.size

    def insert(self, k):
        i = self.h(k)
        if self.find(k):
            print("Douplicated insert")
        else:
            self.T[i].append(k)

    def find(self, k):
        i = self.h(k)
        return self.T[i].find(k)


lk = Linklist([1, 2, 3, 4])
print(lk)

ht = HashTable()
ht.insert(0)
ht.insert(1)
ht.insert(3)
ht.insert(102)

print(",".join(map(str, ht.T)))

结果

<<1,2,3,4>>
<<1,2,3,4>>
<<0>>,<<1,102>>,<<>>,<<3>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>,<<>>

Process finished with exit code 0

8.4、哈希表的应用

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 MD5算法

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