有没有办法在 O(1) 时间内使用其中一个键获取值答案

【问题标题】：Is there a way to get values using one of the keys in O(1) time有没有办法在 O(1) 时间内使用其中一个键获取值
【发布时间】：2017-07-30 14:46:38
【问题描述】：

我正在为应用程序建模数据，并决定选择字典作为我的数据结构。但是数据中的每一行都有多个键。所以我创建了一个字典，其中包含映射每一行的多个键，例如：

>>> multiKeyDict = {}
>>> multiKeyDict[('key1','key2','key3')] = 'value1'
>>> multiKeyDict.get(('key1','key2','key3'))
'value1'

现在我必须在 O(1) 时间内用key1 检索所有值。根据我的研究，我知道我可以做到：

使用this 包完成工作但不确定是否为O(1)
按照此处的建议搜索密钥：https://stackoverflow.com/a/18453567/4085019

我也愿意接受任何更好的数据结构，而不是使用字典。

【问题讨论】：

不，没有。
您提到的包将键列表映射到相同的值。如果我正确理解您的问题，您是否想要更多某种层次结构？
为什么不制作两本词典呢？ 1 个人喜欢 {'key1':['value1','value2']} 和 1 个人喜欢 {'value1':['key1', 'key2']}
感谢@MartijnPieters。
@Chris_Rands 因为值是逗号分隔的长字符串

标签： python dictionary data-modeling

【解决方案1】：

您没有多个密钥。就 Python 字典而言，只有一个键，即一个元组对象。除了 O(N) 线性时间之外，您无法搜索元组的组成部分。

如果您的密钥是唯一的，只需单独添加每个密钥：

multiKeyDict['key1'] = multiKeyDict['key2'] = multiKeyDict['key3'] = 'value1'

现在您有 3 个键都引用一个值。值对象在这里没有重复，只有对它的引用。

您找到的multi_key_dict 包使用中间映射将给定的组成键映射到组合键，然后再映射到值。这也为您提供了 O(1) 搜索，同样的限制是每个组成键必须是唯一的。

如果您的键是不是唯一的，那么您需要将每个键映射到另一个容器，然后保存值，例如一个集合：

for key in ('key1', 'key2', 'key3):
    multiKeyDict.setdefault(key, set()).add(value)

现在查找一个键会为您提供该键引用的所有值的集合。

如果您还需要能够组合键，那么您可以使用这些组合添加其他引用。键值对相对便宜，都只是参考。键和值对象本身不重复。

【讨论】：

key1 可能有多个值，我不想将值映射到每个键，因为它不会随数据缩放
@PseudoAj：那么您没有适合哈希表的数据，并且被困在对该数据结构的线性搜索中。这同样适用于您找到的 multi_key_dict 包。
@PseudoAj “不会随数据扩展”是什么意思
@PseudoAj：如果有多个值，那么在搜索key1 时，您期望找到什么？如果每个键有 K 个值，则不能进行 O(1) 搜索。
@PseudoAj：如果您有数百万条具有复杂关系的记录，那么听起来您需要一个关系数据库。让它担心高效的数据结构。

【解决方案2】：

另一种可能性是为共享关键组件的行对象列表建立索引。如果共享任何特定键值的行数很少，这将非常有效。（假设行对象具有以row.key1、row.key2 等形式访问的键，这不是一个非常相关的细节）。未经测试的代码：

index = {}
for row in rows:
    index.setdefault( row.key1, []).append(row)
    index.setdefault( row.key2, []).append(row)
    index.setdefault( row.key3, []).append(row)

然后查找匹配的行，例如 key2 和 key3

candidates = index[ key2] 
if len( index[key3]) < len(candidates): 
    candidates = index[key3] # use key3 if it offers a better distribution
results = []
for cand in candidates:
    if cand.key2 == key2 and cand.key3 == key3: # full test is necessary!
        results.append( cand)

【讨论】：