Python 哈希表的实现——字典

哈希表原理与Python实现摘要

本文介绍了哈希表的原理，并探讨了如何在Python（CPython实现）中实现一个简易的哈希表。

哈希表（hash table）

哈希表是一种基于键值对存储数据的结构，通过哈希函数将键转换为数组索引。这使得数据检索非常快，虽然有哈希冲突的可能性，但良好的哈希函数设计和适当的哈希表大小能减少其发生。

哈希函数

哈希函数处理键以返回哈希表中的索引。一个简易的哈希函数可能使用键的首字母的ASCII值与表大小取余来确定索引，但这种方法容易导致碰撞。

哈希表优点

哈希表的主要优势在于它的高效率，数据检索、插入和删除操作的时间复杂度为O(1)。哈希表也支持不同类型的键值对，并能动态调整大小。

Python中的哈希表实现

Python的字典是哈希表的一种实现，它是无序的、可变的，并且键是唯一且不可变的。字典使用哈希表运行，通过哈希函数确定值的存储位置。Python使用方括号或get()方法来访问字典中的值。

实现哈希表

在Python中可以通过定义一个HashTable类来实现哈希表，包括构造函数、一个简单的_hash()内部函数以及增删查方法。Python字典在发生哈希碰撞时，通常会使用线性探测法来解决。

总结

哈希表能够快速定位数据在表中的位置，Python的字典以哈希表运行，使用哈希函数来处理键值对。为解决哈希冲突，Python采用线性探测法，并在装载率超过66%时自动扩容以减少聚集问题。