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python之为什么要使用虚拟插槽

2025年05月04日22insus

在Cpython实现中,当我们删除字典中的一个键时,Cpython会将相应的条目设置为一个虚拟条目,为什么是一个虚拟条目?我可以让 ertry 的值为零吗?

我不擅长C,所以我用python模拟了一下,下面是我的python实现代码:

class DictEntry: 
def __init__(self): 
    self.key = None 
    self.value = None 
    self.hash = None 
def __repr__(self): 
    return ' %s %s %s' % (self.key, self.hash, self.value) 
 
 
class Hashtable: 
def __init__(self): 
    self.size = 8 
    self.used = 0 
    self.mask = self.size - 1 
    self.pow2 = 3 
    self.entyies = [DictEntry() for _ in range(self.size)] 
 
def insert(self, key, item): 
    hash_value = _hash(key) 
    _key = hash_value & (self.size - 1) 
    if not self.is_slot_empty(_key): 
        _key = self.next_slot(_key, hash_value) 
    entry = self.entyies[_key] 
    entry.key = _key 
    entry.hash = hash_value 
    entry.value = item 
    self.used += 1 
    # if need resize 
    if self.size * 2 / 3 < self.used: 
        old_entyies = self.entyies 
        self.entyies = [DictEntry() for _ in range(self.size * 2)] 
        self.size = 2 * self.size 
        self.mask = self.size - 1 
        self.pow2 += 1 
        for entry in old_entyies: 
            if entry.value: 
                self.insert(entry.key, entry.value) 
 
def delete(self, obj): 
    # delete won't resize 
    # find the slot 
    hash_value = _hash(obj) 
    key = hash_value & (self.size - 1) 
    perturb = hash_value 
    PERTURB_SHIFT = 5 
    while self.entyies[key].hash != hash_value: 
        print(self.entyies[key].value, obj) 
        key = key * 5 + 1 + perturb 
        perturb <<= PERTURB_SHIFT 
        key = key % 2 ** self.pow2 
 
    # set to empty 
    entry = self.entyies[key] 
    entry.key = None 
    entry.hash = None 
    entry.value = None 
    self.used -= 1 
 
def getitem(self, obj): 
    hash_value = _hash(obj) 
    key = hash_value & (self.size - 1) 
    perturb = hash_value 
    PERTURB_SHIFT = 5 
    while self.entyies[key].hash != hash_value: 
        key = key * 5 + 1 + perturb 
        perturb <<= PERTURB_SHIFT 
        key = key % 2 ** self.pow2 
    return self.entyies[key].value 
 
def next_slot(self, key, hash_value): 
    # open_address 
    perturb = hash_value 
    PERTURB_SHIFT = 5 
    while not self.is_slot_empty(key): 
        key = key * 5 + 1 + perturb 
        perturb <<= PERTURB_SHIFT 
        key = key % 2 ** self.pow2 
    return key 
 
def is_slot_empty(self, key): 
    if self.entyies[key].value: 
        return False 
    return True 
 
def __repr__(self): 
    return '%s' % [(entry.hash, entry.value) for entry in self.entyies]enter code here 

我可以根据需要插入、删除值。 当我想要一个空条目时,我会测试条目的值是否为None。所以我不清除'dummy entry'的设计?

任何人都可以向我展示“虚拟”功能并指出我代码中的错误吗?

请您参考如下方法:

(注意:我不太熟悉 Python 的 dict 实现的内部结构,我在这里一般指的是哈希表。)

哈希表的基本思想是可以从键中导出一个哈希值,并使用它直接转到保存相应值的表条目。然而,任何实现都必须处理两个不同键具有相同散列值的可能性(或者以其他方式通过对散列值执行的模运算映射到相同的条目索引)。 Python 通过一种称为“封闭散列”的策略来处理此问题:如果正确的条目已被不同的键占用,则会检查其他可能条目的计算序列,直到最终找到一个空条目。 (该表不允许接近 100% 满,因此此检查永远不会花费不合理的时间,并保证找到一个空条目。)get() 的实现如下相同的顺序,直到找到正确的键或找到空条目。

现在,假设有两个键 A 和 B,它们有哈希冲突,按顺序插入到字典中,然后是 A 被删除。如果您通过将 A 的条目设置为空来实现它,那么请考虑在随后调用 get(B) 时会发生什么:它会立即找到该空条目,并报告 B 根本不存在!这个问题可以通过有一个特殊的标志值来解决,它不同于实际的键或空条目,用于指示已删除的条目。当 get() 看到其中之一时,它知道它需要继续寻找其他可能的入口位置。当 set() 看到一个时,它可以用插入的 key 覆盖它(尽管它仍然需要扫描直到找到一个实际的空条目,以确保 key 不存在)。