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Yudong Jin
2026-03-30 07:30:15 +08:00
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ja/codes/python/chapter_hashing/array_hash_map.py
+24 -24
View File
@@ -6,7 +6,7 @@ Author: msk397 (machangxinq@gmail.com)
class Pair:
"""キー値ペア"""
"""キーと値の組"""
def __init__(self, key: int, val: str):
self.key = key
@@ -14,11 +14,11 @@ class Pair:
class ArrayHashMap:
"""配列実装に基づくハッシュテーブル"""
"""配列ベースのハッシュテーブル"""
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
self.buckets: list[Pair | None] = [None] * 100
def hash_func(self, key: int) -> int:
@@ -26,8 +26,8 @@ class ArrayHashMap:
index = key % 100
return index
def get(self, key: int) -> str:
"""照会操作"""
def get(self, key: int) -> str | None:
"""検索操作"""
index: int = self.hash_func(key)
pair: Pair = self.buckets[index]
if pair is None:
@@ -35,7 +35,7 @@ class ArrayHashMap:
return pair.val
def put(self, key: int, val: str):
"""追加操作"""
"""追加と更新の操作"""
pair = Pair(key, val)
index: int = self.hash_func(key)
self.buckets[index] = pair
@@ -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、削除を表現
# None に設定し、削除を表す
self.buckets[index] = None
def entry_set(self) -> list[Pair]:
"""すべてのキー値ペアを取得"""
"""すべてのキーと値のペアを取得"""
result: list[Pair] = []
for pair in self.buckets:
if pair is not None:
@@ -83,35 +83,35 @@ if __name__ == "__main__":
hmap = ArrayHashMap()
# 追加操作
# キー値ペア (key, value) をハッシュテーブルに追加
hmap.put(12836, "Ha")
hmap.put(15937, "Luo")
hmap.put(16750, "Suan")
hmap.put(13276, "Fa")
hmap.put(10583, "Ya")
print("\n追加後、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")
hmap.print()
# 照会操作
# ハッシュテーブルにキーを入力し、値を取得
# 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
name = hmap.get(15937)
print("\n学生ID 15937 を入力、名前 " + name + " が見つかりました")
print("\n学籍番号 15937 を入力すると、氏名は " + name)
# 削除操作
# ハッシュテーブルからキー値ペア (key, value) を削除
# ハッシュテーブルからキーと値の組 (key, value) を削除する
hmap.remove(10583)
print("\n10583 を削除後、ハッシュテーブルは\nKey -> Value")
print("\n10583 を削除した後、ハッシュテーブルは\nKey -> Value")
hmap.print()
# ハッシュテーブルを走査
print("\nキー値ペアを走査 Key->Value")
print("\nキーと値のペア Key->Value を走査")
for pair in hmap.entry_set():
print(pair.key, "->", pair.val)
print("\nキーを個別に走査 Key")
print("\nキー Key を個別に走査")
for key in hmap.key_set():
print(key)
print("\n値を個別に走査 Value")
print("\n値 Value を個別に走査")
for val in hmap.value_set():
print(val)
print(val)
ja/codes/python/chapter_hashing/built_in_hash.py
+3 -3
View File
@@ -24,14 +24,14 @@ if __name__ == "__main__":
hash_dec = hash(dec)
print(f"小数 {dec} のハッシュ値は {hash_dec}")
str = "Hello algorithm"
str = "Hello アルゴリズム"
hash_str = hash(str)
print(f"文字列 {str} のハッシュ値は {hash_str}")
tup = (12836, "Ha")
tup = (12836, "シャオハー")
hash_tup = hash(tup)
print(f"タプル {tup} のハッシュ値は {hash(hash_tup)}")
obj = ListNode(0)
hash_obj = hash(obj)
print(f"ノードオブジェクト {obj} のハッシュ値は {hash_obj}")
print(f"ノードオブジェクト {obj} のハッシュ値は {hash_obj}")
ja/codes/python/chapter_hashing/hash_map.py
+16 -16
View File
@@ -16,35 +16,35 @@ if __name__ == "__main__":
hmap = dict[int, str]()
# 追加操作
# キー値ペア (key, value) をハッシュテーブルに追加
hmap[12836] = "Ha"
hmap[15937] = "Luo"
hmap[16750] = "Suan"
hmap[13276] = "Fa"
hmap[10583] = "Ya"
print("\n追加後、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")
print_dict(hmap)
# 照会操作
# ハッシュテーブルにキーを入力し、値を取得
# 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
name: str = hmap[15937]
print("\n学生ID 15937 を入力、名前 " + name + " が見つかりました")
print("\n学籍番号 15937 を入力すると、氏名は " + name)
# 削除操作
# ハッシュテーブルからキー値ペア (key, value) を削除
# ハッシュテーブルからキーと値の組 (key, value) を削除する
hmap.pop(10583)
print("\n10583 を削除後、ハッシュテーブルは\nKey -> Value")
print("\n10583 を削除した後、ハッシュテーブルは\nKey -> Value")
print_dict(hmap)
# ハッシュテーブルを走査
print("\nキー値ペアを走査 Key->Value")
print("\nキーと値のペア Key->Value を走査")
for key, value in hmap.items():
print(key, "->", value)
print("\nキーを個別に走査 Key")
print("\nキー Key を個別に走査")
for key in hmap.keys():
print(key)
print("\n値を個別に走査 Value")
print("\n値 Value を個別に走査")
for val in hmap.values():
print(val)
print(val)
ja/codes/python/chapter_hashing/hash_map_chaining.py
+28 -28
View File
@@ -12,14 +12,14 @@ from chapter_hashing.array_hash_map import Pair
class HashMapChaining:
"""チェーンアドレス法ハッシュテーブル"""
"""チェイン法ハッシュテーブル"""
def __init__(self):
"""コンストラクタ"""
self.size = 0 # キー値ペアの数
self.capacity = 4 # ハッシュテーブルの容量
self.load_thres = 2.0 / 3.0 # 拡張をトリガーする負荷率の閾値
self.extend_ratio = 2 # 拡張の倍数
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.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:
"""照会操作"""
"""検索操作"""
index = self.hash_func(key)
bucket = self.buckets[index]
# バケットを走査し、キーが見つかれば対応する val を返す
# バケットを走査し、key が見つかれば対応する val を返す
for pair in bucket:
if pair.key == key:
return pair.val
# キーが見つからない場合、None を返す
# key が見つからない場合は None を返す
return None
def put(self, key: int, val: str):
"""追加操作"""
# 負荷率が閾値を超えた場合、拡張を実行
# 負荷率がしきい値を超えたら、リサイズを実行
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、指定されたキーに遭遇した場合、対応する val を更新して返す
# 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
for pair in bucket:
if pair.key == key:
pair.val = val
return
# キーが見つからない場合、キー値ペアを末尾に追加
# その key が存在しなければ、キーと値のペアを末尾に追加
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、その中からキー値ペアを削除
# バケットを走査してキーと値のペアを削除
for pair in bucket:
if pair.key == key:
bucket.remove(pair)
@@ -71,13 +71,13 @@ class HashMapChaining:
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的に保存
# 元のハッシュテーブルを一時保存
buckets = self.buckets
# 拡張された新しいハッシュテーブルを初期化
# リサイズ後の新しいハッシュテーブルを初期化
self.capacity *= self.extend_ratio
self.buckets = [[] for _ in range(self.capacity)]
self.size = 0
# 元のハッシュテーブルから新しいハッシュテーブルにキー値ペアを移動
# 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
for bucket in buckets:
for pair in bucket:
self.put(pair.key, pair.val)
@@ -97,22 +97,22 @@ if __name__ == "__main__":
hashmap = HashMapChaining()
# 追加操作
# キー値ペア (key, value) をハッシュテーブルに追加
hashmap.put(12836, "Ha")
hashmap.put(15937, "Luo")
hashmap.put(16750, "Suan")
hashmap.put(13276, "Fa")
hashmap.put(10583, "Ya")
print("\n追加後、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, ...]")
hashmap.print()
# 照会操作
# ハッシュテーブルにキーを入力し、値を取得
# 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
name = hashmap.get(13276)
print("\n学生ID 13276 を入力、名前 " + name + " が見つかりました")
print("\n学籍番号 13276 を入力すると、氏名は " + name)
# 削除操作
# ハッシュテーブルからキー値ペア (key, value) を削除
# ハッシュテーブルからキーと値の組 (key, value) を削除する
hashmap.remove(12836)
print("\n12836 を削除後、ハッシュテーブルは\n[Key1 -> Value1, Key2 -> Value2, ...]")
hashmap.print()
print("\n12836 を削除した後、ハッシュテーブルは\n[Key1 -> Value1, Key2 -> Value2, ...]")
hashmap.print()
ja/codes/python/chapter_hashing/hash_map_open_addressing.py
+40 -40
View File
@@ -16,12 +16,12 @@ class HashMapOpenAddressing:
def __init__(self):
"""コンストラクタ"""
self.size = 0 # キー値ペアの数
self.capacity = 4 # ハッシュテーブルの容量
self.load_thres = 2.0 / 3.0 # 拡張をトリガーする負荷率の閾値
self.extend_ratio = 2 # 拡張の倍数
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.buckets: list[Pair | None] = [None] * self.capacity # バケット配列
self.TOMBSTONE = Pair(-1, "-1") # 削除マーク
self.TOMBSTONE = Pair(-1, "-1") # 削除済みマーク
def hash_func(self, key: int) -> int:
"""ハッシュ関数"""
@@ -32,70 +32,70 @@ 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検索"""
"""key に対応するバケットインデックスを探す"""
index = self.hash_func(key)
first_tombstone = -1
# 線形探査、空のバケットに遭遇したらブレーク
# 線形プロービングを行い、空バケットに達したら終了
while self.buckets[index] is not None:
# キーに遭遇した場合、対応するバケットインデックスを返す
# 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
if self.buckets[index].key == key:
# 削除マークが以前に遭遇していた場合、キー値ペアをそのインデックスに移動
# 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
if first_tombstone != -1:
self.buckets[first_tombstone] = self.buckets[index]
self.buckets[index] = self.TOMBSTONE
return first_tombstone # 移動されたバケットインデックスを返す
return index # バケットインデックスを返す
# 最初に遭遇した削除マークを記録
return first_tombstone # 移動後のバケット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
if first_tombstone == -1 and self.buckets[index] is self.TOMBSTONE:
first_tombstone = index
# バケットインデックスを計算、末尾を超えた場合は先頭に戻る
# 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
# キーが存在しない場合、挿入ポイントのインデックスを返す
# key が存在しない場合は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:
"""照会操作"""
# key に対応するバケットインデックスを検索
"""検索操作"""
# key に対応するバケットインデックスを探す
index = self.find_bucket(key)
# キー値ペアが見つかれば、対応する val を返す
# キーと値の組が見つかったら、対応する val を返す
if self.buckets[index] not in [None, self.TOMBSTONE]:
return self.buckets[index].val
# キー値ペアが存在しない場合、None を返す
# キーと値のペアが存在しない場合は `None` を返す
return None
def put(self, key: int, val: str):
"""追加操作"""
# 負荷率が閾値を超えた場合、拡張を実行
# 負荷率がしきい値を超えたら、リサイズを実行
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検索
# key に対応するバケットインデックスを探す
index = self.find_bucket(key)
# キー値ペアが見つかれば、val を上書きして返す
# キーと値の組が見つかったら、val を上書きして返す
if self.buckets[index] not in [None, self.TOMBSTONE]:
self.buckets[index].val = val
return
# キー値ペアが存在しない場合、キー値ペアを追加
# キーと値の組が存在しない場合は、その組を追加する
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検索
# key に対応するバケットインデックスを探す
index = self.find_bucket(key)
# キー値ペアが見つかれば、削除マークで覆う
# 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
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的に保存
# 元のハッシュテーブルを一時保存
buckets_tmp = self.buckets
# 拡張された新しいハッシュテーブルを初期化
# リサイズ後の新しいハッシュテーブルを初期化
self.capacity *= self.extend_ratio
self.buckets = [None] * self.capacity
self.size = 0
# 元のハッシュテーブルから新しいハッシュテーブルにキー値ペアを移動
# 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
for pair in buckets_tmp:
if pair not in [None, self.TOMBSTONE]:
self.put(pair.key, pair.val)
@@ -117,22 +117,22 @@ if __name__ == "__main__":
hashmap = HashMapOpenAddressing()
# 追加操作
# キー値ペア (key, val) をハッシュテーブルに追加
hashmap.put(12836, "Ha")
hashmap.put(15937, "Luo")
hashmap.put(16750, "Suan")
hashmap.put(13276, "Fa")
hashmap.put(10583, "Ya")
print("\n追加後、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")
hashmap.print()
# 照会操作
# ハッシュテーブルにキーを入力し、値 val を取得
# 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
name = hashmap.get(13276)
print("\n学生ID 13276 を入力、名前 " + name + " が見つかりました")
print("\n学籍番号 13276 を入力すると、氏名は " + name)
# 削除操作
# ハッシュテーブルからキー値ペア (key, val) を削除
# ハッシュテーブルからキーと値の組 (key, val) を削除する
hashmap.remove(16750)
print("\n16750 を削除後、ハッシュテーブルは\nKey -> Value")
hashmap.print()
print("\n16750 を削除した後、ハッシュテーブルは\nKey -> Value")
hashmap.print()
ja/codes/python/chapter_hashing/simple_hash.py
+8 -8
View File
@@ -6,7 +6,7 @@ Author: krahets (krahets@163.com)
def add_hash(key: str) -> int:
"""加法ハッシュ"""
"""加算ハッシュ"""
hash = 0
modulus = 1000000007
for c in key:
@@ -15,7 +15,7 @@ def add_hash(key: str) -> int:
def mul_hash(key: str) -> int:
"""乗法ハッシュ"""
"""乗算ハッシュ"""
hash = 0
modulus = 1000000007
for c in key:
@@ -24,7 +24,7 @@ def mul_hash(key: str) -> int:
def xor_hash(key: str) -> int:
"""XORハッシュ"""
"""XOR ハッシュ"""
hash = 0
modulus = 1000000007
for c in key:
@@ -43,16 +43,16 @@ def rot_hash(key: str) -> int:
"""Driver Code"""
if __name__ == "__main__":
key = "Hello algorithm"
key = "Hello アルゴリズム"
hash = add_hash(key)
print(f"加法ハッシュ値は {hash}")
print(f"加算ハッシュ値は {hash}")
hash = mul_hash(key)
print(f"乗法ハッシュ値は {hash}")
print(f"乗算ハッシュ値は {hash}")
hash = xor_hash(key)
print(f"XORハッシュ値は {hash}")
print(f"XOR ハッシュ値は {hash}")
hash = rot_hash(key)
print(f"回転ハッシュ値は {hash}")
print(f"回転ハッシュ値は {hash}")