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    Python 实现集合Set的示例

    作者:_慕 时间:2021-02-19 21:04

    Python的集合set原理

    集合(set)是一个无序的不重复元素序列。

    可以使用大括号 { } 或者 set() 函数创建集合,注意:创建一个空集合必须用 set() 而不是 { },因为 { } 是用来创建一个空字典。

    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
    js
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