Как реализовать эффективную двунаправленную хеш-таблицу?

Ответ 1

Вот класс для двунаправленного текста dict, вдохновленный поиском ключа по значению в словаре Python и измененный, чтобы разрешить следующие 2) и 3).

Обратите внимание:

• 1) Обратный каталог bd.inverse автоматически обновляется при изменении стандартного dict bd.
• 2) Обратный каталог bd.inverse[value] всегда представляет собой список из key, такой что bd[key] == value.
• 3) В отличие от модуля bidict из https://pypi.python.org/pypi/bidict, здесь мы можем иметь 2 ключа одинакового значения, это очень важно.

Код:

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)

Пример использования:

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']}

Ответ 2

Вы можете использовать тот же самый dict, добавив пару ключей, значение в обратном порядке.

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

Ответ 3

Двунаправленная хеш-таблица бедного человека должна была бы использовать только два словаря (это уже настроенные структуры данных).

В индексе также есть bidict пакет:

• https://pypi.python.org/pypi/bidict

Источник для bidict можно найти в github:

• https://github.com/jab/bidict

Ответ 4

Ниже фрагмент кода реализует обратимое (биективное) отображение:

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)

Преимущество этой реализации заключается в том, что атрибут inverse для BijectiveMap снова является BijectiveMap. Поэтому вы можете делать такие вещи, как:

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

Ответ 5

Что-то вроде этого, может быть:

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))

Вам нужно решить, что вы хотите, если более одного ключа имеет заданное значение; двунаправленность данной пары может быть легко скроена какой-либо более поздней парой, которую вы вставили. Я реализовал один из возможных вариантов.

Пример:

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

Ответ 6

Во-первых, вы должны убедиться, что ключ для сопоставления значений один к одному, в противном случае невозможно построить двунаправленную карту.

Во-вторых, насколько велик набор данных? Если данных не так много, просто используйте 2 отдельных карты и обновляйте их оба при обновлении. Или лучше, используйте существующее решение, например Bidict, которое представляет собой всего лишь оболочку из 2-х диктов, с встроенным обновлением/удалением.

Но если набор данных большой, а поддержка 2 dicts нежелательна:

• Если оба ключа и значение являются числовыми, рассмотрите возможность использования Интерполяция для аппроксимации отображения. Если подавляющее большинство пары ключ-значение могут быть покрыты функцией отображения (и ее обратная функция), тогда вам нужно только записать выбросы на картах.

• Если большая часть доступа является однонаправленной (key- > value), то она полностью ok, чтобы построить обратную карту постепенно, чтобы торговать временем для
  пространство.

код:

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]