散列思想
散列表的英文叫“Hash Table”, 我们平坦也叫它“哈希表”或者“Hash表”
散列表用的是数组支持按照下标随机访问数据的特性，所以散列表其实就是数组的一种扩展，由数组深化而来。可以说，如果没有数组，就没有散列表。
我用一个例子来解释一下。假如我们有89名选参加学校运动会。为了方便记录成绩，每个选手胸前都会贴上自己的参赛号码。这89名选手的编号集资是1-89.现在我们希望编程实现这样一个功能，通过编号快速找到对应的选手信息。你会怎么做呢？
实际上，这个例子已经用到散列的思想。在这个例子里，参赛编号是自然数，并且与数组的下标形成一一映射，所以利用数组支持根据下标随机访问的时候，时间复杂度是O(1)这一特性，就可以实现快速查找编号对应的选手信息。
你可能要说了，这个例子中蕴含的散列思想还不够明显，那我来改造一下这个例子。
假设校长说，参赛编号不能设置得这么简单，要加上年级、班级这些更详细的信息，所以我们把编号的规则稍微修改了一下，用6位数字来表示。比如051167，其中，前两位 05表示年级，中间两位11表示班级，最后两位还是原来的编号1到89.这个时候我们该如何存储选手信息，才能够支持通过编号来快速查找选手信息呢？
# @ Time : 2020/11/15
# @ Author : Ellen
class SingleNode(object):
"""单链表的节点"""
def __init__(self, item):
# item存放数据
self.item = item
# next是下一个节点的标识
self.next = None
class SingleLinkList(object):
"""单链表"""
'''
.is_empty()链表是否 为空
.length() 链表长度
.travel() 遍历整个链表
.append(item) 链表尾部添加元素
.add(item) 链表头部添加元素
.insert(pos, item) 指定位置添加元素
.search(item) 查找节点是否存在
.remove(item) 删除节点
'''
def __init__(self, node=None):
# if node:
# self.__head = node
# else:
# self.__head = None
# 空链表 self.__head = None
# 非空链表 self.__head = node
self.__head = node
def is_empty(self):
"""链表是否为空"""
if self.__head == None:
return True
else:
return False
def length(self):
"""链表长度"""
# cur游标 用来遍历链表
cur = self.__head
# 计数
count = 0
# 尾结点为指向None 停止循环
while cur != None:
count += 1
# 指针向后移动
cur = cur.next
return count
def travel(self):
"""遍历整个链表"""
cur = self.__head
while cur != None:
print(cur.item, end=' ')
cur = cur.next
def append(self, item):
"""链表尾部添加元素"""
node = SingleNode(item)
# 空链表
if self.is_empty():
self.__head = node
else:
# 非空链表
cur = self.__head
while cur.next != None:
cur = cur.next
cur.next = node
def add(self, item):
"""链表头部添加元素"""
node = SingleNode(item)
node.next = self.__head
self.__head = node
def insert(self, pos, item):
"""指定位置添加元素"""
if pos <= 0:
self.add(item)
elif pos > (self.length() - 1):
self.append(item)
else:
node = SingleNode(item)
pre = self.__head
count = 0
while count < (pos - 1):
count += 1
pre = pre.next
node.next = pre.next
pre.next = node
def search(self, item):
"""查找节点是否存在"""
cur = self.__head
# 循环结束 代表指针指向最后一个节点
while cur != None:
if cur.item == item:
return True
else:
cur = cur.next
return False
def remove(self, item):
"""删除节点"""
cur = self.__head
pre = None
while cur != None:
# 找到指定的元素
if cur.item == item:
if cur == self.__head:
self.__head = cur.next
else:
pre.next = cur.next
break
else:
# 继续移动指针
pre = cur
cur = cur.next
# 哈希冲突用代码实现
class HashTable(object):
"""哈希表"""
def __init__(self, size=101):
self.size = size
self.T = [SingleLinkList() for _ in range(self.size)]
def h(self, k):
"""哈希函数"""
return k % self.size
def find(self, item):
"""查找"""
i = self.h(item)
return self.T[i].search(item)
def insert(self, item):
i = self.h(item)
if self.find(item):
print("重复插入")
else:
self.T[i].append(item)
h = HashTable()
h.insert(0)
h.insert(1)
h.insert(3)
h.insert(102)
h.insert(508)
for i in h.T:
i.travel()
执行结果：
0 1 102 3 508