Python はハッシュ テーブルを使用して辞書をどのように実装しますか?

Python 辞書の実装: ハッシュ テーブル構造を理解する

Python の組み込み辞書は、ハッシュ テーブルとして実装されており、ハッシュ テーブルとして設計されています。キーと値に基づいた効率的な挿入、削除、取得ペア。

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ハッシュ テーブルのコンポーネント

ハッシュ テーブルの各スロットには、キーのハッシュ、キー自体、および関連する値の 3 つの値が含まれます。新しいキーと値のペアが追加されると、キーのハッシュを使用して、挿入する最初のスロットが決定されます。ただし、2 つのキーが同じハッシュを持つ場合、ハッシュの衝突が発生する可能性があります。

オープン アドレッシングとハッシュの衝突

Python 辞書は、オープン アドレッシングを利用してハッシュの衝突を解決します。これは、衝突が発生した場合、キーと値のペアがプローブ手法を使用して最初の利用可能な空のスロットに挿入されることを意味します。

ランダム プローブ

スロットが空の場合、Python はランダム プローブを使用し、擬似ランダム アルゴリズムに基づいて次のスロットを選択します。これにより、キーと値のペアがハッシュ テーブル全体に均等に分散され、衝突によるパフォーマンス低下の可能性が軽減されます。

サイズ変更としきい値

ハッシュ テーブルのサイズは最初に設定されます。 8スロット付き。エントリ数がテーブル容量の 3 分の 2 に達すると、効率的な検索を維持するためにテーブルのサイズが元のサイズの 2 倍に変更されます。

注:

実装説明は、3.6 より前の Python バージョンに適用されます。 Python 3.6 以降の場合、dict の実装ではハッシュ テーブルとリンク リストの組み合わせを利用して、「dict-of-dicts」アプローチとして知られるパフォーマンスとメモリ使用量を向上させます。

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