Python实现集合Set

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Python实现集合Set相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

Python实现集合Set

Python的集合set原理

class Array(object):

    def __init__(self, size=32, init=None):
        self._size = size
        self._items = [init] * self._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(len(self._items)):
            self._items[i] = value

    def __iter__(self):
        for item in self._items:
            yield item

class Slot(object):
    """定义一个 hash 表 数组的槽
    注意,一个槽有三种状态,看你能否想明白
    1.从未使用 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,该探查点后边的元素扔可能是有key
    3.槽正在使用 Slot 节点
    """
    def __init__(self, key, value):
        self.key, self.value = key, value

class HashTable(object):
    # 表示从未被使用过
    UNUSED = None
    # 使用过,但是被删除了
    EMPTY = Slot(None, None)

    def __init__(self):
        self._table = Array(8, init=HashTable.UNUSED)
        self.length = 0

    # 负载因子
    @property
    def _load_factor(self):
        return self.length/float(len(self._table))

    def __len__(self):
        return self.length

    # 哈希函数 用内置的哈希哈数进行哈希一下,然后对数组长度取模
    def _hash(self, key):
        return abs(hash(key)) % len(self._table)

    def _find_key(self, key):
        # 得到第一个值的位置
        index = self._hash(key)
        _len = len(self._table)
        # 当这个槽不是未使用过的,才接着往下找;如果是未使用过的,这个key肯定不存在
        while self._table[index] is not HashTable.UNUSED:
            # 槽使用过,但是被删除了
            if self._table[index] is HashTable.EMPTY:
                # cpython解决哈希冲突的一种方式
                index = (index*5 + 1) % _len
                continue
            elif self._table[index] == key:
                return index
            else:
                index = (index * 5 + 1) % _len
        return None

    # 检测槽是否能被插入
    def _slot_can_insert(self, index):
        return (self._table[index] is HashTable.EMPTY or self._table[index] is HashTable.UNUSED)

    # 找到能被插入的槽的index
    def _find_slot_insert(self, key):
        # 得到第一个值的位置
        index = self._hash(key)
        _len = len(self._table)
        while not self._slot_can_insert(index):
            index = (index * 5 + 1) % _len
        return index

    # in 操作符
    def __contains__(self, key):
        index = self._find_key(key)
        return index is not None

    def add(self, key, value):
        if key in self:
            index = self._find_key(key)
            # 更新值
            self._table[index].value = value
            return False
        else:
            index = self._find_slot_insert(key)
            self._table[index] = Slot(key, value)
            self.length += 1
            if self._load_factor > 0.8:
                return self._rehash()
            return True

    def _rehash(self):
        oldtable = self._table
        newsize = len(self._table) * 2
        # 新的table
        self._table = Array(newsize, HashTable.UNUSED)
        self.length = 0
        for slot in oldtable:
            if slot is not HashTable.UNUSED and slot is not HashTable.EMPTY:
                index = self._find_slot_insert(slot.key)
                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
        # 把槽设置为空槽
        self._table[index] = HashTable.EMPTY
        return value

    def __iter__(self):
        for slot in self._table:
            if slot not in (HashTable.UNUSED, HashTable.EMPTY):
                yield slot.value


class SetADT(HashTable):

    def add(self, key):
        return super(SetADT, self).add(key, True)

    def __and__(self, other_set):
        # 求交集
        new_set = SetADT()
        for element_a in self:
            if element_a in other_set:
                new_set.add(element_a)
        return new_set

    def __sub__(self, other_set):
        # 求差集
        new_set = SetADT()
        for element_a in self:
            if element_a not in other_set:
                new_set.add(element_a)
        return new_set

    def __or__(self, other_set):
        # 求交集
        new_set = SetADT()
        for element_a in self:
            new_set.add(element_a)
        for element_b in other_set:
            new_set.add(element_b)
        return new_set

以上是关于Python实现集合Set的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

Python_Set集合

python-列表list- 元组(tuple)- 集合(set)-字典(dict)-实例代码

Python集合(set)的操作方法汇总(约20种操作方法),并附示例代码

Python数据类型-集合(set)

python中的set集合

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