[数据结构与算法]2021-09-10 python字典dict的相关知识

2021.9.10 dict的相关知识（累计更新）

目录

• 2021.9.10 dict的相关知识（累计更新）
• • 一、 dict的内部原理
  • • 1. 哈希表
    • 2. 哈希函数
    • 3. python的dict原理
  • 二. dict和list、dict和set
  • • 1.dict和list的关系
    • 2.set和dict的关系
  • 三. dict的函数

一、 dict的内部原理

1. 哈希表

python
dict的内部数据结构是哈希表，哈希表其实是一个稀疏数组(总是有空白元素的数组成为稀疏数组)。它通过把关键码值(key-value)映射到表中的一个位置来访问记录，查找的速度十分快，理论上的世界复杂度是O(1)。因为哈希表的本质是数组，因此它在地址上是连续的，数组中每一个元素称为一个箱子(bin)或者表元（bucket），箱子中放键值对。

2. 哈希函数

哈希函数也称为散列函数，是hash表的映射函数。它可以将任意长度的输入变换为固定长度的输出。该输出值就是哈希值/散列值，即元素在哈希表中的存储位置。但是很难找到一个不产生冲突的哈希函数，所以我们只能选择恰当的哈希函数，使冲突尽可能少的产生。常用的哈希函数有：MD4、MD5、SHA1(安全散列算法)。

解决哈希冲突的方法有：

• 开放定址法：
  $H_i=(H(Key)+d_i)Modm$,其中m是散列表的长度，d是一个序列，根据序列不同，可分为：线性探测再散列、平方探测再散列随机探测再散列.
  对应的d分别为d=[1,2,3,4,…,s], d=[$1^2,?1^2,2^2,?2^2,....,s^2,?s^2$], d为伪随机数列。
• 链地址法
  链地址法也称为拉链法，将产生冲突的值以链表的形式连起来，采用它的优势是，处理冲突很简单，没有堆积现象。其次拉链法中的链表节点，是动态申请的。所以很适合表长不确定的情况。

3. python的dict原理

这里有一个好的参考资料
链接中的文章出现了一个例子：

例子分析如下：

• 在这里例子中有两个函数很关键：hash函数和eq函数。HashTester的字典中只有一个元素是因为两个对象具有完全一样的key值和hash值。而HashTester的字典中有两个元素是因为没有重写_eq__方法，导致两者的键key的不一样的，尽管两者具有一样的hash值。

总结相关知识：

• 同一个key对应的地址应该相同。因此只有不可变数据类型才可以做为key，而list不可变数据类型就不可以作为key。一个对象的hash值是使用其函数__hash__计算的，可变数据类型没有该函数。

a=  {}
#错误，因为list可变  list is unhashable 
a[[1,3]]="g"
# 正确，因为tuple不可变
a[(1,3)]="g"

• python中的两个函数很重要，hash函数和eq函数。其中eq用于判断两个对象是否相同，而hash是计算对象的hash值。关于自定义类型中的eq和hash的相关知识见链接（这部分内容我还没有完全理解）

二. dict和list、dict和set

1.dict和list的关系

假设我们要在一本字典中查找一个汉字，在list中查找相当于从字典第一页开始翻，而dict相当于先根据偏旁部首等找到该字对应的页码，然后一下就翻到了。dict就是根据key来作为索引得到value存储的位置的

2.set和dict的关系

set和dict类似，也有一组key的集合，但不存储value。由于key不能重复，所有在set中没有重复的key。更多set的例子见 set的知识合集。

三. dict的函数

还没写呢