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Yudong Jin
2026-10-30 02:12:26 +08:00
committed by GitHub
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commit 7257641e0e
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ja/codes/python/chapter_hashing/array_hash_map.py
+27 -27
View File
@@ -6,7 +6,7 @@ Author: msk397 ([email protected])
class Pair:
"""キーと値の組"""
"""キーと値のペア"""
def __init__(self, key: int, val: str):
self.key = key
@@ -14,11 +14,11 @@ class Pair:
class ArrayHashMap:
"""配列ベースのハッシュテーブル"""
"""配列で実装したハッシュテーブル"""
def __init__(self):
"""コンストラクタ"""
# 100 個のバケットを含む配列を初期化
# 100 個のバケットを含む配列を初期化する
self.buckets: list[Pair | None] = [None] * 100
def hash_func(self, key: int) -> int:
@@ -27,7 +27,7 @@ class ArrayHashMap:
return index
def get(self, key: int) -> str | None:
"""検索操作"""
"""取得操作"""
index: int = self.hash_func(key)
pair: Pair = self.buckets[index]
if pair is None:
@@ -43,11 +43,11 @@ class ArrayHashMap:
def remove(self, key: int):
"""削除操作"""
index: int = self.hash_func(key)
# None に設定し、削除を表す
# None に設定して、削除を表す
self.buckets[index] = None
def entry_set(self) -> list[Pair]:
"""すべてのキーと値のペアを取得"""
"""キーと値のペアをすべて取得する"""
result: list[Pair] = []
for pair in self.buckets:
if pair is not None:
@@ -55,7 +55,7 @@ class ArrayHashMap:
return result
def key_set(self) -> list[int]:
"""すべてのキーを取得"""
"""すべてのキーを取得する"""
result = []
for pair in self.buckets:
if pair is not None:
@@ -63,7 +63,7 @@ class ArrayHashMap:
return result
def value_set(self) -> list[str]:
"""すべての値を取得"""
"""すべての値を取得する"""
result = []
for pair in self.buckets:
if pair is not None:
@@ -71,47 +71,47 @@ class ArrayHashMap:
return result
def print(self):
"""ハッシュテーブルを出力"""
"""ハッシュテーブルを表示する"""
for pair in self.buckets:
if pair is not None:
print(pair.key, "->", pair.val)
"""Driver Code"""
"""実行用コード"""
if __name__ == "__main__":
# ハッシュテーブルを初期化
# ハッシュテーブルを初期化する
hmap = ArrayHashMap()
# 追加操作
# ハッシュテーブルにキーと値の組 (key, value) を追加する
hmap.put(12836, "シャオハー")
hmap.put(15937, "シャオルオ")
hmap.put(16750, "シャオスワン")
hmap.put(13276, "シャオファー")
hmap.put(10583, "シャオヤー")
print("\n追加完了後、ハッシュテーブルは\nKey -> Value")
# ハッシュテーブルにキーと値のペア (key, value) を追加する
hmap.put(12836, "小哈")
hmap.put(15937, "小啰")
hmap.put(16750, "小算")
hmap.put(13276, "小法")
hmap.put(10583, "小鸭")
print("\n追加後のハッシュテーブル\nKey -> Value")
hmap.print()
# 検索操作
# ハッシュテーブルにキー key を入力し、値 value を取得する
# 取得操作
# ハッシュテーブルにキー key を渡し、値 value を取得する
name = hmap.get(15937)
print("\n学籍番号 15937 を入力すると、氏名は " + name)
print("\n学生番号 15937 に対応する氏名は " + name)
# 削除操作
# ハッシュテーブルからキーと値の組 (key, value) を削除する
# ハッシュテーブルからキーと値のペア (key, value) を削除する
hmap.remove(10583)
print("\n10583 を削除した後、ハッシュテーブルは\nKey -> Value")
print("\n10583 を削除した後のハッシュテーブル\nKey -> Value")
hmap.print()
# ハッシュテーブルを走査
print("\nキーと値のペア Key->Value を走査")
# ハッシュテーブルを走査する
print("\nキーと値のペア Key->Value を走査する")
for pair in hmap.entry_set():
print(pair.key, "->", pair.val)
print("\nキー Key を個別に走査")
print("\nキー Key だけを走査する")
for key in hmap.key_set():
print(key)
print("\n値 Value を個別に走査")
print("\n値 Value だけを走査する")
for val in hmap.value_set():
print(val)
ja/codes/python/chapter_hashing/built_in_hash.py
+4 -4
View File
@@ -10,7 +10,7 @@ from pathlib import Path
sys.path.append(str(Path(__file__).parent.parent))
from modules import ListNode
"""Driver Code"""
"""実行用コード"""
if __name__ == "__main__":
num = 3
hash_num = hash(num)
@@ -18,17 +18,17 @@ if __name__ == "__main__":
bol = True
hash_bol = hash(bol)
print(f"ブール値 {bol} のハッシュ値は {hash_bol}")
print(f"真偽値 {bol} のハッシュ値は {hash_bol}")
dec = 3.14159
hash_dec = hash(dec)
print(f"小数 {dec} のハッシュ値は {hash_dec}")
str = "Hello アルゴリズム"
str = "Hello 算法"
hash_str = hash(str)
print(f"文字列 {str} のハッシュ値は {hash_str}")
tup = (12836, "シャオハー")
tup = (12836, "小哈")
hash_tup = hash(tup)
print(f"タプル {tup} のハッシュ値は {hash(hash_tup)}")
ja/codes/python/chapter_hashing/hash_map.py
+18 -18
View File
@@ -10,41 +10,41 @@ from pathlib import Path
sys.path.append(str(Path(__file__).parent.parent))
from modules import print_dict
"""Driver Code"""
"""実行用コード"""
if __name__ == "__main__":
# ハッシュテーブルを初期化
# ハッシュテーブルを初期化する
hmap = dict[int, str]()
# 追加操作
# ハッシュテーブルにキーと値の組 (key, value) を追加する
hmap[12836] = "シャオハー"
hmap[15937] = "シャオルオ"
hmap[16750] = "シャオスワン"
hmap[13276] = "シャオファー"
hmap[10583] = "シャオヤー"
print("\n追加完了後、ハッシュテーブルは\nKey -> Value")
# ハッシュテーブルにキーと値のペア (key, value) を追加する
hmap[12836] = "小哈"
hmap[15937] = "小啰"
hmap[16750] = "小算"
hmap[13276] = "小法"
hmap[10583] = "小鸭"
print("\n追加後のハッシュテーブル\nKey -> Value")
print_dict(hmap)
# 検索操作
# ハッシュテーブルにキー key を入力し、値 value を取得する
# 取得操作
# ハッシュテーブルにキー key を渡し、値 value を取得する
name: str = hmap[15937]
print("\n学籍番号 15937 を入力すると、氏名は " + name)
print("\n学生番号 15937 に対応する氏名は " + name)
# 削除操作
# ハッシュテーブルからキーと値の組 (key, value) を削除する
# ハッシュテーブルからキーと値のペア (key, value) を削除する
hmap.pop(10583)
print("\n10583 を削除した後、ハッシュテーブルは\nKey -> Value")
print("\n10583 を削除した後のハッシュテーブル\nKey -> Value")
print_dict(hmap)
# ハッシュテーブルを走査
print("\nキーと値のペア Key->Value を走査")
# ハッシュテーブルを走査する
print("\nキーと値のペア Key->Value を走査する")
for key, value in hmap.items():
print(key, "->", value)
print("\nキー Key を個別に走査")
print("\nキー Key だけを走査する")
for key in hmap.keys():
print(key)
print("\n値 Value を個別に走査")
print("\n値 Value だけを走査する")
for val in hmap.values():
print(val)
ja/codes/python/chapter_hashing/hash_map_chaining.py
+31 -31
View File
@@ -12,14 +12,14 @@ from chapter_hashing.array_hash_map import Pair
class HashMapChaining:
"""チェイン法ハッシュテーブル"""
"""チェイン法のハッシュテーブル"""
def __init__(self):
"""コンストラクタ"""
self.size = 0 # キーと値のペア数
self.capacity = 4 # ハッシュテーブル容量
self.load_thres = 2.0 / 3.0 # リサイズを発動する負荷率のしきい値
self.extend_ratio = 2 # 拡張倍率
self.size = 0 # キーと値のペアの数
self.capacity = 4 # ハッシュテーブルの容量
self.load_thres = 2.0 / 3.0 # 容量の拡張を開始する負荷率のしきい値
self.extend_ratio = 2 # 容量の拡張倍率
self.buckets = [[] for _ in range(self.capacity)] # バケット配列
def hash_func(self, key: int) -> int:
@@ -31,29 +31,29 @@ class HashMapChaining:
return self.size / self.capacity
def get(self, key: int) -> str | None:
"""検索操作"""
"""取得操作"""
index = self.hash_func(key)
bucket = self.buckets[index]
# バケットを走査し、key が見つかれば対応する val を返す
# バケットを走査し、key が見つかったら対応する val を返す
for pair in bucket:
if pair.key == key:
return pair.val
# key が見つからない場合は None を返す
# key が見つからなかった場合、None を返す
return None
def put(self, key: int, val: str):
"""追加操作"""
# 負荷率がしきい値を超えたら、リサイズを実行
# 負荷率がしきい値を超えた場合、容量を拡張する
if self.load_factor() > self.load_thres:
self.extend()
index = self.hash_func(key)
bucket = self.buckets[index]
# バケットを走査し、指定した key が見つかれば対応する val を更新して返す
# バケットを走査し、指定された key が見つかったら、対応する val を更新して戻る
for pair in bucket:
if pair.key == key:
pair.val = val
return
# その key が存在しなければ、キーと値のペアを末尾に追加
# key が存在しない場合、キーと値のペアを末尾に追加する
pair = Pair(key, val)
bucket.append(pair)
self.size += 1
@@ -62,7 +62,7 @@ class HashMapChaining:
"""削除操作"""
index = self.hash_func(key)
bucket = self.buckets[index]
# バケットを走査してキーと値のペアを削除
# バケットを走査し、キーと値のペアを削除する
for pair in bucket:
if pair.key == key:
bucket.remove(pair)
@@ -70,20 +70,20 @@ class HashMapChaining:
break
def extend(self):
"""ハッシュテーブルを拡張"""
# 元のハッシュテーブルを一時保存
"""ハッシュテーブルの容量を拡張する"""
# 元のハッシュテーブルを一時保存する
buckets = self.buckets
# リサイズ後の新しいハッシュテーブルを初期化
# 拡張後の新しいハッシュテーブルを初期化する
self.capacity *= self.extend_ratio
self.buckets = [[] for _ in range(self.capacity)]
self.size = 0
# キーと値のペアを元のハッシュテーブルから新しいハッシュテーブルへ移す
# キーと値のペアを元のハッシュテーブルから新しいハッシュテーブルに移す
for bucket in buckets:
for pair in bucket:
self.put(pair.key, pair.val)
def print(self):
"""ハッシュテーブルを出力"""
"""ハッシュテーブルを表示する"""
for bucket in self.buckets:
res = []
for pair in bucket:
@@ -91,28 +91,28 @@ class HashMapChaining:
print(res)
"""Driver Code"""
"""実行用コード"""
if __name__ == "__main__":
# ハッシュテーブルを初期化
# ハッシュテーブルを初期化する
hashmap = HashMapChaining()
# 追加操作
# ハッシュテーブルにキーと値の組 (key, value) を追加する
hashmap.put(12836, "シャオハー")
hashmap.put(15937, "シャオルオ")
hashmap.put(16750, "シャオスワン")
hashmap.put(13276, "シャオファー")
hashmap.put(10583, "シャオヤー")
print("\n追加完了後、ハッシュテーブルは\n[Key1 -> Value1, Key2 -> Value2, ...]")
# ハッシュテーブルにキーと値のペア (key, value) を追加する
hashmap.put(12836, "小哈")
hashmap.put(15937, "小啰")
hashmap.put(16750, "小算")
hashmap.put(13276, "小法")
hashmap.put(10583, "小鸭")
print("\n追加後のハッシュテーブル\n[Key1 -> Value1, Key2 -> Value2, ...]")
hashmap.print()
# 検索操作
# ハッシュテーブルにキー key を入力し、値 value を取得する
# 取得操作
# ハッシュテーブルにキー key を渡し、値 value を取得する
name = hashmap.get(13276)
print("\n学籍番号 13276 を入力すると、氏名は " + name)
print("\n学生番号 13276 に対応する氏名は " + name)
# 削除操作
# ハッシュテーブルからキーと値の組 (key, value) を削除する
# ハッシュテーブルからキーと値のペア (key, value) を削除する
hashmap.remove(12836)
print("\n12836 を削除した後、ハッシュテーブルは\n[Key1 -> Value1, Key2 -> Value2, ...]")
print("\n12836 を削除した後のハッシュテーブル\n[Key1 -> Value1, Key2 -> Value2, ...]")
hashmap.print()
ja/codes/python/chapter_hashing/hash_map_open_addressing.py
+42 -42
View File
@@ -12,16 +12,16 @@ from chapter_hashing.array_hash_map import Pair
class HashMapOpenAddressing:
"""オープンアドレス法ハッシュテーブル"""
"""オープンアドレス法のハッシュテーブル"""
def __init__(self):
"""コンストラクタ"""
self.size = 0 # キーと値のペア数
self.capacity = 4 # ハッシュテーブル容量
self.load_thres = 2.0 / 3.0 # リサイズを発動する負荷率のしきい値
self.extend_ratio = 2 # 拡張倍率
self.size = 0 # キーと値のペアの数
self.capacity = 4 # ハッシュテーブルの容量
self.load_thres = 2.0 / 3.0 # 容量の拡張を開始する負荷率のしきい値
self.extend_ratio = 2 # 容量の拡張倍率
self.buckets: list[Pair | None] = [None] * self.capacity # バケット配列
self.TOMBSTONE = Pair(-1, "-1") # 削除済みマーク
self.TOMBSTONE = Pair(-1, "-1") # 削除マーカー
def hash_func(self, key: int) -> int:
"""ハッシュ関数"""
@@ -32,76 +32,76 @@ class HashMapOpenAddressing:
return self.size / self.capacity
def find_bucket(self, key: int) -> int:
"""key に対応するバケットインデックスを探す"""
"""key に対応するバケットのインデックスを探索する"""
index = self.hash_func(key)
first_tombstone = -1
# 線形プロービングを行い、空バケットに達したら終了
# 線形探索法で探索し、空のバケットに到達したら終了する
while self.buckets[index] is not None:
# key が見つかったら、対応するバケットのインデックスを返す
# key が見つかった場合、対応するバケットのインデックスを返す
if self.buckets[index].key == key:
# 以前に削除マークが見つかっていれば、そのインデックスへキーと値のペアを移動
# それ以前に削除マーカーが見つかっていれば、そのインデックスにキーと値のペアを移す
if first_tombstone != -1:
self.buckets[first_tombstone] = self.buckets[index]
self.buckets[index] = self.TOMBSTONE
return first_tombstone # 移動後のバケットインデックスを返す
return first_tombstone # 移動後のバケットのインデックスを返す
return index # バケットのインデックスを返す
# 最初に見つかった削除マークを記録
# 最初に見つかった削除マーカーを記録する
if first_tombstone == -1 and self.buckets[index] is self.TOMBSTONE:
first_tombstone = index
# バケットのインデックスを計算し、末尾を越えたら先頭に戻る
index = (index + 1) % self.capacity
# key が存在しない場合は追加位置のインデックスを返す
# key が存在しない場合、追加位置のインデックスを返す
return index if first_tombstone == -1 else first_tombstone
def get(self, key: int) -> str:
"""検索操作"""
# key に対応するバケットインデックスを探す
"""取得操作"""
# key に対応するバケットのインデックスを探索する
index = self.find_bucket(key)
# キーと値の組が見つかったら、対応する val を返す
# キーと値のペアが見つかった場合、対応する val を返す
if self.buckets[index] not in [None, self.TOMBSTONE]:
return self.buckets[index].val
# キーと値のペアが存在しない場合は `None` を返す
# キーと値のペアが存在しない場合、None を返す
return None
def put(self, key: int, val: str):
"""追加操作"""
# 負荷率がしきい値を超えたら、リサイズを実行
# 負荷率がしきい値を超えた場合、容量を拡張する
if self.load_factor() > self.load_thres:
self.extend()
# key に対応するバケットインデックスを探す
# key に対応するバケットのインデックスを探索する
index = self.find_bucket(key)
# キーと値の組が見つかったら、val を上書きして返す
# キーと値のペアが見つかった場合、val を上書きして戻る
if self.buckets[index] not in [None, self.TOMBSTONE]:
self.buckets[index].val = val
return
# キーと値の組が存在しない場合は、その組を追加する
# キーと値のペアが存在しない場合、そのペアを追加する
self.buckets[index] = Pair(key, val)
self.size += 1
def remove(self, key: int):
"""削除操作"""
# key に対応するバケットインデックスを探す
# key に対応するバケットのインデックスを探索する
index = self.find_bucket(key)
# キーと値の組が見つかったら、削除マーカーで上書きする
# キーと値のペアが見つかった場合、削除マーカーで上書きする
if self.buckets[index] not in [None, self.TOMBSTONE]:
self.buckets[index] = self.TOMBSTONE
self.size -= 1
def extend(self):
"""ハッシュテーブルを拡張"""
# 元のハッシュテーブルを一時保存
"""ハッシュテーブルの容量を拡張する"""
# 元のハッシュテーブルを一時保存する
buckets_tmp = self.buckets
# リサイズ後の新しいハッシュテーブルを初期化
# 拡張後の新しいハッシュテーブルを初期化する
self.capacity *= self.extend_ratio
self.buckets = [None] * self.capacity
self.size = 0
# キーと値のペアを元のハッシュテーブルから新しいハッシュテーブルへ移す
# キーと値のペアを元のハッシュテーブルから新しいハッシュテーブルに移す
for pair in buckets_tmp:
if pair not in [None, self.TOMBSTONE]:
self.put(pair.key, pair.val)
def print(self):
"""ハッシュテーブルを出力"""
"""ハッシュテーブルを表示する"""
for pair in self.buckets:
if pair is None:
print("None")
@@ -111,28 +111,28 @@ class HashMapOpenAddressing:
print(pair.key, "->", pair.val)
"""Driver Code"""
"""実行用コード"""
if __name__ == "__main__":
# ハッシュテーブルを初期化
# ハッシュテーブルを初期化する
hashmap = HashMapOpenAddressing()
# 追加操作
# ハッシュテーブルにキーと値の組 (key, val) を追加する
hashmap.put(12836, "シャオハー")
hashmap.put(15937, "シャオルオ")
hashmap.put(16750, "シャオスワン")
hashmap.put(13276, "シャオファー")
hashmap.put(10583, "シャオヤー")
print("\n追加完了後、ハッシュテーブルは\nKey -> Value")
# ハッシュテーブルにキーと値のペア (key, val) を追加する
hashmap.put(12836, "小哈")
hashmap.put(15937, "小啰")
hashmap.put(16750, "小算")
hashmap.put(13276, "小法")
hashmap.put(10583, "小鸭")
print("\n追加後のハッシュテーブル\nKey -> Value")
hashmap.print()
# 検索操作
# ハッシュテーブルにキー key を入力し、値 val を得る
# 取得操作
# ハッシュテーブルにキー key を渡し、値 val を取得する
name = hashmap.get(13276)
print("\n学籍番号 13276 を入力すると、氏名は " + name)
print("\n学生番号 13276 に対応する氏名は " + name)
# 削除操作
# ハッシュテーブルからキーと値の組 (key, val) を削除する
# ハッシュテーブルからキーと値のペア (key, val) を削除する
hashmap.remove(16750)
print("\n16750 を削除した後、ハッシュテーブルは\nKey -> Value")
print("\n16750 を削除した後のハッシュテーブル\nKey -> Value")
hashmap.print()
ja/codes/python/chapter_hashing/simple_hash.py
+7 -7
View File
@@ -24,7 +24,7 @@ def mul_hash(key: str) -> int:
def xor_hash(key: str) -> int:
"""XOR ハッシュ"""
"""排他的論理和ハッシュ"""
hash = 0
modulus = 1000000007
for c in key:
@@ -41,18 +41,18 @@ def rot_hash(key: str) -> int:
return hash % modulus
"""Driver Code"""
"""実行用コード"""
if __name__ == "__main__":
key = "Hello アルゴリズム"
key = "Hello 算法"
hash = add_hash(key)
print(f"加算ハッシュ値は {hash}")
print(f"加算ハッシュの値は {hash}")
hash = mul_hash(key)
print(f"乗算ハッシュ値は {hash}")
print(f"乗算ハッシュの値は {hash}")
hash = xor_hash(key)
print(f"XOR ハッシュ値は {hash}")
print(f"排他的論理和ハッシュの値は {hash}")
hash = rot_hash(key)
print(f"回転ハッシュ値は {hash}")
print(f"回転ハッシュの値は {hash}")