Python中的树形数据结构: 哈希树

2023-04-11 00:00:00 python 数据结构哈希树

哈希树（Hash Tree），也称哈希字典树（Hash Trie）或者前缀哈希树（Prefix Hash Tree），是一种树形数据结构，它将键值对（key-value pairs）存储在节点上，节点的标识是一个哈希值（hash code）。

哈希树的特点是节点的数量比较少，因为键的前缀部分可以共享。在哈希树中，每个节点有若干个子节点，每个子节点都有一个字符或者是一个哈希值。通过这种方式，哈希树可以高效地支持键的查找、插入和删除操作。

下面我们以Python代码演示哈希树的基本操作：

class HashTreeNode:
    def __init__(self, value=None):
        self.value = value
        self.children = dict()

    def add_child(self, key, value=None):
        self.children[key] = HashTreeNode(value)

    def get_child(self, key):
        return self.children.get(key)

class HashTree:
    def __init__(self):
        self.root = HashTreeNode()

    def insert(self, key, value=None):
        node = self.root
        for char in key:
            child = node.get_child(char)
            if child is None:
                node.add_child(char)
            node = node.get_child(char)
        node.value = value

    def search(self, key):
        node = self.root
        for char in key:
            node = node.get_child(char)
            if node is None:
                return None
        return node.value

    def delete(self, key):
        def _delete(node, key, index):
            if index == len(key):
                node.value = None
                return len(node.children) == 0
            char = key[index]
            child = node.get_child(char)
            if child is None:
                return False
            should_delete = _delete(child, key, index+1)
            if should_delete:
                del node.children[char]
            return len(node.children) == 0

        _delete(self.root, key, 0)

我们可以通过如下代码测试哈希树的基本操作：

ht = HashTree()
ht.insert("pidancode.com", "https://www.pidancode.com")
ht.insert("pidanblog.com", "https://www.pidanblog.com")
ht.insert("pidanbook.com", "https://www.pidanbook.com")
print(ht.search("pidancode.com"))
ht.delete("pidancode.com")
print(ht.search("pidancode.com"))

以上代码结果应为：

https://www.pidancode.com
None

说明哈希树的基本操作都是正确的。

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