数据结构(链表哈希表)

news2025/1/21 8:10:26

在Python中，链表和哈希表都是常见的数据结构，可以用来存储和处理数据。

链表是一种线性数据结构，由一系列节点组成，每个节点包含一个数据元素和一个指向下一个节点的指针。链表可以用来实现栈、队列以及其他数据结构。Python中可以使用自定义类来实现链表，也可以使用内置的数据结构如list、collections.deque。

哈希表（散列表）是一种根据关键字直接访问内存中存储位置的数据结构，通过哈希函数将关键字映射到内存地址。Python中的哈希表实现主要是通过字典（dict）数据类型实现的。

链表

介绍

链表的创建和遍历

链表的插入和删除

双链表

哈希表

哈希表的实现

哈希表的应用

链表

介绍

线性结构

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


a = Node(1)
b = Node(2)
c = Node(3)
a.next = b
b.next = c
print(a.next.next.item)

链表的创建和遍历

头插法尾差法

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


def create_linklist_head(li):
    head = Node(li[0])
    for element in li[1:]:
        node = Node(element)
        node.next = head
        head = node
    return head

def create_linklist_tail(li):
    head = Node(li[0])
    tail = head
    for element in li[1:]:
        node = Node(element)
        tail.next = node
        tail = node
    return head
def print_lk(lk):
    while lk:
        print(lk.item,end=',')
        lk = lk.next

lk = create_linklist_tail([1,2,3,5,8])
print_lk(lk)

链表的插入和删除

双链表

哈希表

# python中的字典 集合（key 不能重复）都是使用的这种数据结构来存储的
# 一个通过哈希函数来计算数据存储位置的数据结构

'''
insert(key,value):插入键值对

get(key):如果存在键为key的键值对，则返回其value值，否则返回空值

delete(key):删除键为key的键值对
'''
# 直接寻址表+哈希函数 = 哈希表      浪费空间
# 哈希冲突# 开放寻址法:
'''

线性探查:位置被占用,寻找i+1,......
查找规则:22%7=1,1位置被占用,继续向后查找

二次探查:探查i+1^2,i-1^2,...

二度哈希:有n个哈希函数,当使用第一个哈希函数h1发生冲突时,尝试使用h2,h3??????
'''
# 拉链法 常用
# 哈希表每个位置都连接一个链表,当冲突发生时,冲突的元素将被加到该位置链表的最后
# 常见哈希函数
'''
除法哈希法:h(k) = k%m乘法哈希法       ??????

h(k) = floor(m(A*key%1))        向下取整

全域哈希.....

'''

哈希表的实现

# 哈希表的实现

class LinkList:
    class Node:
        def __init__(self,item=None):
            self.item = item
            self.next = None

    # 迭代器
    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
    # 迭代器
    def __iter__(self):
        return self.LinkListIterator(self.head)
    #转换成字符串
    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("Duplicated Insert.")
        else:
            self.T[i].append(k)

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


ht = HashTable()

ht.insert(0)
ht.insert(1)
ht.insert(3)
ht.insert(102)
ht.insert(508)
# print(",".join(map(str,ht.T)))

print(ht.find(3))