효율적인 양방향 해시 테이블을 구현하는 방법은 무엇입니까?

Python dict은 매우 유용한 데이터 구조입니다.

d = {'a': 1, 'b': 2}

d['a'] # get 1

때로는 값으로 인덱싱하고 싶을 수도 있습니다.

d[1] # get 'a'

이 데이터 구조를 구현하는 가장 효율적인 방법은 무엇입니까? 공식적으로 권장하는 방법이 있습니까?

다음은 Python 사전의 값에서 키 찾기dict 에서 영감을 받아 다음 2) 및 3)을 허용하도록 수정 된 양방향 클래스입니다 .

참고 :

• 1) 역 디렉토리 bd.inverse 는 표준 dict bd가 수정 되면 자동으로 업데이트됩니다 .
• 2) 역 디렉토리 bd.inverse[value] 는 항상 다음 과 key같은 목록 입니다 bd[key] == value.
• 3) https://pypi.python.org/pypi/bidict 의 bidict모듈 과 달리 여기서는 동일한 값을 가진 2 개의 키를 가질 수 있습니다 . 이것은 매우 중요 합니다.

암호:

class bidict(dict):
    def __init__(self, *args, **kwargs):
        super(bidict, self).__init__(*args, **kwargs)
        self.inverse = {}
        for key, value in self.items():
            self.inverse.setdefault(value,[]).append(key) 

    def __setitem__(self, key, value):
        if key in self:
            self.inverse[self[key]].remove(key) 
        super(bidict, self).__setitem__(key, value)
        self.inverse.setdefault(value,[]).append(key)        

    def __delitem__(self, key):
        self.inverse.setdefault(self[key],[]).remove(key)
        if self[key] in self.inverse and not self.inverse[self[key]]: 
            del self.inverse[self[key]]
        super(bidict, self).__delitem__(key)

사용 예 :

bd = bidict({'a': 1, 'b': 2})  
print(bd)                     # {'a': 1, 'b': 2}                 
print(bd.inverse)             # {1: ['a'], 2: ['b']}
bd['c'] = 1                   # Now two keys have the same value (= 1)
print(bd)                     # {'a': 1, 'c': 1, 'b': 2}
print(bd.inverse)             # {1: ['a', 'c'], 2: ['b']}
del bd['c']
print(bd)                     # {'a': 1, 'b': 2}
print(bd.inverse)             # {1: ['a'], 2: ['b']}
del bd['a']
print(bd)                     # {'b': 2}
print(bd.inverse)             # {2: ['b']}
bd['b'] = 3
print(bd)                     # {'b': 3}
print(bd.inverse)             # {2: [], 3: ['b']}

키, 값 쌍을 역순으로 추가하여 동일한 사전을 사용할 수 있습니다.

d = { 'a': 1, 'b': 2}
revd = dict ([reversed (i) for i in d.items ()])
d. 업데이트 (revd)

가난한 사람의 양방향 해시 테이블은 두 개의 사전 만 사용하는 것입니다 (이는 이미 고도로 조정 된 데이터 구조입니다).

색인에 bidict 패키지 도 있습니다 .

• https://pypi.python.org/pypi/bidict

bidict의 소스는 github에서 찾을 수 있습니다.

• https://github.com/jab/bidict

아래 코드 스 니펫은 반전 가능한 (용사) 맵을 구현합니다.

class BijectionError(Exception):
    """Must set a unique value in a BijectiveMap."""

    def __init__(self, value):
        self.value = value
        msg = 'The value "{}" is already in the mapping.'
        super().__init__(msg.format(value))


class BijectiveMap(dict):
    """Invertible map."""

    def __init__(self, inverse=None):
        if inverse is None:
            inverse = self.__class__(inverse=self)
        self.inverse = inverse

    def __setitem__(self, key, value):
        if value in self.inverse:
            raise BijectionError(value)

        self.inverse._set_item(value, key)
        self._set_item(key, value)

    def __delitem__(self, key):
        self.inverse._del_item(self[key])
        self._del_item(key)

    def _del_item(self, key):
        super().__delitem__(key)

    def _set_item(self, key, value):
        super().__setitem__(key, value)

이 구현의 장점은 inversea 속성 BijectiveMap이 다시 BijectiveMap. 따라서 다음과 같은 작업을 수행 할 수 있습니다.

>>> foo = BijectiveMap()
>>> foo['steve'] = 42
>>> foo.inverse
{42: 'steve'}
>>> foo.inverse.inverse
{'steve': 42}
>>> foo.inverse.inverse is foo
True

아마도 다음과 같습니다.

import itertools

class BidirDict(dict):
    def __init__(self, iterable=(), **kwargs):
        self.update(iterable, **kwargs)
    def update(self, iterable=(), **kwargs):
        if hasattr(iterable, 'iteritems'):
            iterable = iterable.iteritems()
        for (key, value) in itertools.chain(iterable, kwargs.iteritems()):
            self[key] = value
    def __setitem__(self, key, value):
        if key in self:
            del self[key]
        if value in self:
            del self[value]
        dict.__setitem__(self, key, value)
        dict.__setitem__(self, value, key)
    def __delitem__(self, key):
        value = self[key]
        dict.__delitem__(self, key)
        dict.__delitem__(self, value)
    def __repr__(self):
        return '%s(%s)' % (type(self).__name__, dict.__repr__(self))

둘 이상의 키에 주어진 값이있는 경우 수행 할 작업을 결정해야합니다. 주어진 쌍의 양방향성은 나중에 삽입 한 일부 쌍에 의해 쉽게 방해받을 수 있습니다. 하나의 가능한 선택을 구현했습니다.

예 :

bd = BidirDict({'a': 'myvalue1', 'b': 'myvalue2', 'c': 'myvalue2'})
print bd['myvalue1']   # a
print bd['myvalue2']   # b        

첫째, 값 매핑에 대한 키가 일대일인지 확인해야합니다. 그렇지 않으면 양방향 맵을 만들 수 없습니다.

둘째, 데이터 세트는 얼마나 큽니까? 데이터가 많지 않은 경우 2 개의 별도 맵을 사용하고 업데이트 할 때 둘 다 업데이트하십시오. 또는 업데이트 / 삭제 기능이 내장 된 2 개의 dict 의 래퍼 인 Bidict 와 같은 기존 솔루션을 사용하는 것이 좋습니다 .

그러나 데이터 세트가 크고 2 개의 사전을 유지하는 것이 바람직하지 않은 경우 :

• 키와 값이 모두 숫자이면 보간을 사용하여 매핑을 근사화 할 수있는 가능성을 고려하십시오. 대부분의 키-값 쌍이 매핑 함수 (및 그
  역 함수)로 처리 될 수있는 경우 맵에 이상 값 만 기록하면됩니다.

• 대부분의 액세스가 단방향 (키-> 값) 인 경우
  공간과 시간을 교환하기 위해 점진적으로 리버스 맵을 구축하는 것이 좋습니다.

암호:

d = {1: "one", 2: "two" }
reverse = {}

def get_key_by_value(v):
    if v not in reverse:
        for _k, _v in d.items():
           if _v == v:
               reverse[_v] = _k
               break
    return reverse[v]

불행히도 가장 높은 등급의 답변 bidict은 작동하지 않습니다.

세 가지 옵션이 있습니다.

1. 하위 클래스 사전 :의 하위 클래스를 만들 수 dict있지만주의해야합니다. 당신의 사용자 정의 구현을 작성해야합니다 update, pop, initializer, setdefault. dict구현은 호출하지 않습니다 __setitem__. 이것이 가장 높은 등급의 답변에 문제가있는 이유입니다.

2. UserDict에서 상속 : 이것은 모든 루틴이 올바르게 호출된다는 점을 제외하면 dict와 같습니다. 라는 항목에서 내부적으로 dict를 사용합니다 data. Python 문서를 읽 거나 Python 3에서 작동하는 방향 별 목록의 간단한 구현을 사용할 수 있습니다 . 그대로 포함하지 않아서 죄송합니다. 저작권이 확실하지 않습니다.

3. 추상 기본 클래스 에서 상속 : collections.abc 에서 상속 하면 새 클래스에 대한 모든 올바른 프로토콜과 구현을 얻을 수 있습니다. 이것은 데이터베이스에 암호화하고 캐시 할 수없는 한 양방향 사전의 경우 과잉입니다.

TL; DR- 코드에 이것을 사용하십시오 . 자세한 내용은 Trey Hunner 의 기사 를 읽어보십시오 .