基於Python實現Hash演演算法

# 1.需要記錄的資料
records = [[1,50],[2,6],[3,47],[4,8],[5,9],[6,100]] # 資料鍵為日期，值為銷售數量
# 2.定義存放的地址和資料
Sadress1 = {'192.168.1.1':1}
Sadress2 = {'192.168.1.2':2}
Sadress3 = {'192.168.1.3':4}
Sadress4 = {'192.168.1.4':6}

# 資料長度定義為
n = 20

# 判斷雜湊值，分段為0-1-2-4-6
for one in records:
    if one[0] % n <= Sadress1['192.168.1.1']: 
        Sadress1[one[0]]=one[1]
    elif one[0] % n <= Sadress2['192.168.1.2']:
        Sadress2[one[0]] = one[1]
    elif one[0] % n <= Sadress3['192.168.1.3']:
        Sadress3[one[0]] = one[1]
    elif one[0] % n <= Sadress4['192.168.1.4']:
        Sadress4[one[0]] = one[1]

print(Sadress1)
print(Sadress2)
print(Sadress3)
print(Sadress4)

import hashlib # 匯入帶shal（）雜湊演演算法的函數庫
class CHash(object):
    def __init__(self,nodes=None,v_num=2):# nodes節點存放節點地址，V-num一個節點對應,# 預設節點是為2
        self._v_num = v_num # 一個節點對應存放節點地址
        self._vNode_IP = {} #　用於虛擬節點的hash值與node的對應關係
        self._vNodeAdd = [] # 用於存放所有的虛擬節點的hash值，這裡需要保持排序
        for node in nodes:
            self.addNode(node)
        print('n虛擬節點雜湊值升序排列：n',self._vNodeAdd) # 對虛擬節點雜湊地址進行從小到大排序

    # 1 建立虛擬節點環，順序排列
    def addNode(self,node):
        for i in range(self._v_num):
            vNodeStr = '%s%s'%(node ,i) # 根據虛擬節點，為每個節點建立虛擬節點
            key = self._gen_key(vNodeStr) # 產生虛擬節點IP地址，伺服器節點IP+i
            print('虛擬節點字串',vNodeStr,'對應雜湊值',key)
            self._vNode_IP[key] = node # 虛擬節點雜湊地址為鍵，節點為IP地址為值
            self._vNodeAdd.append(key) # 對應虛擬節點雜湊地址進行獨立儲存
            self._vNodeAdd.sort()
    # 2 刪除退出節點地址及對應的虛擬地址
    def Del_Node(self,node): # 刪除退出節點地址及對應的虛擬地址
        for i in range(self._v_num):
            vNodeStr = '%s%s'%(node,i)
            key = self._gen_key(vNodeStr)  # 產生虛擬節點的雜湊地址
            del self._vNode_IP[key] # 通過雜湊地址刪除字典裡面的虛擬節點資訊
            self._vNodeAdd.remove(key) # 刪除虛擬節點的雜湊地址
    # 3 返回資料儲存對應的伺服器地址
    def dataNode(self,data):
        if self._vNodeAdd: # 虛擬節點的雜湊地址列表不為空
            key = self._gen_key(data) # 產生業務資料對應的雜湊地址
            print(data,'雜湊地址',key)
            for node_key in self._vNodeAdd: # 獲取虛擬節點的雜湊地址
                if key <= node_key: # 業務資料的雜湊地址<= 當前虛擬節點的雜湊地址
                    return self._vNode_IP[node_key] # 返回當前虛擬節點雜湊地址對應節點IP
            return self._vNodeAdd[self._vNodeAdd[0]] # 如果業務資料的雜湊值超過所有節點的地址，則歸入並返回第一個IP地址

        else:
            return None # 沒有節點

    # 4 通過shal()產生雜湊值
    @staticmethod # 裝飾器
    def _gen_key(key_str):
        Hash_value = hashlib.sha1(key_str.encode('utf-8')).hexdigest()

        return Hash_value

# 測試
C_H = CHash(['192.168.1.1','192.168.1.2','192.168.1.3','192.168.1.4'])
data =['Mike','Margge','Maria']
print('n正常情況下，儲存資料時，歸入的節點地址：')
print(data[0]+'存入的節點IP地址：',C_H.dataNode(data[0]))
print(data[1]+'存入的節點IP地址：',C_H.dataNode(data[1]))
print(data[2]+'存入的節點IP地址：',C_H.dataNode(data[2]))
# 192.168.2.1刪除節點
print('n192.168.1.2節點脫離分散式系統的情況：')
C_H.Del_Node('192.168.1.2') # 刪除節點
print(data[0]+'存入的節點IP地址：',C_H.dataNode(data[0]))
print(data[1]+'存入的節點IP地址：',C_H.dataNode(data[1]))
print(data[2]+'存入的節點IP地址：',C_H.dataNode(data[2]))