Python 中的双向哈希表如何实现高效的基于键和值的索引？

实现高效的双向哈希表

哈希表或字典数据结构提供高效的索引和通过键检索值。然而，有时也需要按值进行索引。双向哈希表允许基于键和基于值的索引。

使用双向类的自定义实现

Python dict 实现提供键的单向映射到价值观。要创建双向哈希表，我们可以创建自己的类，该类继承自 dict 类：

<code class="python">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)</code>

主要功能：

• 逆属性维护从值到键列表的映射。
• 添加键值对时，逆映射会自动更新。
• 删除键时，逆映射也会自动更新更新以删除密钥。
• 双向性质允许 d[key] 和 d[value] 访问。
• 它允许多个密钥具有相同的值。

示例用法：

<code class="python">bd = bidict({'a': 1, 'b': 2})

print(bd)  # {'a': 1, 'b': 2}
print(bd.inverse)  # {1: ['a'], 2: ['b']}

bd['c'] = 1  # Two keys have the same value
print(bd)  # {'a': 1, 'c': 1, 'b': 2}
print(bd.inverse)  # {1: ['a', 'c'], 2: ['b']}</code>

优点：

此实现结合了 Python dict 数据结构的效率和灵活性双向访问。对于需要基于值的索引的各种应用程序来说，它是一个强大的工具。

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