python 哈希表实现简单python字典代码实例

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 itemclass 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 = valueclass 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.keyclass 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.valuedef 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)