Python でハッシュ ルックアップ アルゴリズムを記述するにはどうすればよいですか?

Python でハッシュ検索アルゴリズムを作成するにはどうすればよいですか?

ハッシュ検索アルゴリズムは、ハッシュ検索アルゴリズムとも呼ばれ、ハッシュ テーブルに基づくデータ検索方法です。ハッシュ検索アルゴリズムは、線形検索や二分検索などの従来の検索アルゴリズムと比較して、検索効率が高くなります。 Python では、辞書を使用してハッシュ テーブルを実装し、ハッシュ ルックアップを実装できます。

ハッシュ検索アルゴリズムの基本的な考え方は、検索対象のキーワードをハッシュ関数によってインデックス値に変換し、そのインデックス値に基づいてハッシュ テーブル内の対応するデータを検索することです。ハッシュ テーブルでは、各インデックス値がバケットに対応し、各バケットには 1 つ以上のキーワードが格納されます。複数のキーワードが同じインデックス値にマップされると、競合が発生します。競合を解決するための一般的な方法は、チェーン アドレス法を使用して競合するキーワードをリンク リストでリンクすることです。

以下は、Python で書かれた単純なハッシュ ルックアップ アルゴリズムの例です:

class HashTable:
    def __init__(self):
        self.size = 10
        self.table = [[] for _ in range(self.size)]  # 使用列表作为哈希表的桶
    
    def _hash_function(self, key):
        return key % self.size  # 哈希函数采用取余方式
    
    def insert(self, key, value):
        index = self._hash_function(key)
        self.table[index].append((key, value))  # 将关键字和值作为一个元组插入哈希表桶中
    
    def search(self, key):
        index = self._hash_function(key)
        for item in self.table[index]:
            if item[0] == key:
                return item[1]  # 返回关键字对应的值
        return None  # 若关键字不存在，则返回None

# 示例用法
hash_table = HashTable()
hash_table.insert(1, 'apple')
hash_table.insert(2, 'banana')
hash_table.insert(11, 'orange')

print(hash_table.search(1))  # 输出: apple
print(hash_table.search(2))  # 输出: banana
print(hash_table.search(3))  # 输出: None
print(hash_table.search(11)) # 输出: orange

上の例では、ハッシュ関数を含むハッシュ テーブル クラス HashTable を定義します。 、挿入および検索操作。ハッシュ関数は単純な剰余メソッドを使用して、キーワードを対応するインデックス値に変換します。挿入操作では、キーと値がタプルとしてインデックスに対応するバケットに挿入されます。検索操作は、対応するインデックスのバケットを走査し、キーワードに一致するタプルを見つけて、対応する値を返します。キーワードが存在しない場合は、None が返されます。

上記の例を通して、ハッシュ検索アルゴリズムの簡単な実装を確認できます。実際には、特定のニーズとデータ特性に基づいて、より複雑なハッシュ関数と競合解決方法を選択できます。同時に、ハッシュテーブルを動的に拡張するなどの操作も実行でき、検索効率を向上させることができます。

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