哈希表

哈希表（hash table），又称散列表，它通过建立键 key 与值 value 之间的映射，实现高效的元素查询。具体而言，我们向哈希表中输入一个键 key ，则可以在
时间内获取对应的值 value 。

1.基础结构

# 基础组成：键值对
class pair:
   def __init__(self,key:int,value:str):
       self._key: int=key
       self._value: str=value

2.哈希表键值对存储与索引结构：桶

class has_cls:
   def __init__(self):
       # 扩容因子
       self.extend: int = 0.75
       # 桶的容量
       self.capacity:int = 100
       # 桶：用于存储键值对
       self._bucket: list[pair]=[None]*self.capacity
       # 数据大小
       self._size:int=0
   # 数据大小
   def size(self):
       return self._size
   # 索引与键的联系：哈希函数
   def hash_fun(self,key:int):
       index = key%self.capacity
       return index
   #查询
   def get(self,key):
       print("执行查询元素操作")
       index = self.hash_fun(key)
       pair = self.bucket[index]
       if pair == None:
           return None
       return pair._value
   # 添加元素
   def put(self,key:int,value:str):
       print("执行添加元素操作")
       # 判断容量是否已经满了
       if self._size/self.capacity >self.extend:
           self.extend_capacity
       # 根据key计算hash值
       index = self.hash_fun(key)
       self._bucket[index] = pair(key,value)
       self._size +=1 
   # 删除元素
   def remove(self,key:int):
       print("执行删除元素操作")
       index = self.hash_fun(key)
       if self._size == 0 or self.capacity<index:
           raise IndexError("索引错误")
       self._bucket[index] = None
       self._size -= 1
   # 哈希扩容
   def extend_capacity(self):
       print("执行哈希扩容")
       self.capacity *=2
       new_bucket = [0]*self.capacity
       for pair in self._bucket:
           if pair:
               index = index._key
               new_bucket[index] = pair
       self._bucket = new_bucket
   # 提取所有键值对
   def get_all_pair(self):
       print("提取所有键值对")
       res = []
       if not self._size:
           raise ValueError("桶为空")
       else:
           for index in range(self._size):
               res.append(self._bucket[index])
       return res
   # 提取所有键
   def get_all_key(self):
       print('提取所有键')
       res = []
       if not self._size:
           raise ValueError("桶为空")
       else:
           for index in range(self._size):
               pair = self._bucket[index]
               res.append(pair._key)
       return res
   # 提取所有值
   def get_all_val(self):
       print("提取所有键")
       res = []
       if not self._size:
           raise ValueError("桶为空")
       else:
           for index in range(self._size):
               pair = self.bucket[index]
               res.append(pair._value)
       return res
   def print(self):
       """打印哈希表"""
       for pair in self._bucket:
           if pair is not None:
               print(pair._key, "->", pair._value)

测试

# p1 = pair(1,"小明")
# p2 = pair(2,"小刚")
# p3 = pair(6,"小菜")
p3 = has_cls()
p3.put(6,"小菜")
p3.put(3,"小明")
p3.print()
p3.remove(6)
p3.print()