python - Python 字典是哈希表的一个例子吗？

Question

Python 中的基本数据结构之一是字典，它允许记录“键”以查找任何类型的“值”。这是在内部作为哈希表实现的吗？如果不是，那是什么？

Answer 1

是的，它是一个哈希映射或哈希表。您可以在此处阅读 Tim Peters 所写的对 python 的 dict 实现的描述。

这就是为什么你不能使用“不可散列”的东西作为字典键的原因，比如列表：

>>> a = {}
>>> b = ['some', 'list']
>>> hash(b)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: list objects are unhashable
>>> a[b] = 'some'
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: list objects are unhashable

您可以阅读有关哈希表的更多信息或检查它是如何在 python 中实现的，以及它为什么以这种方式实现。

Answer 2

Python 字典必须比 hash() 上的表查找更多。通过蛮力实验，我发现了这种哈希冲突：

>>> hash(1.1)
2040142438
>>> hash(4504.1)
2040142438

然而它并没有破坏字典：

>>> d = { 1.1: 'a', 4504.1: 'b' }
>>> d[1.1]
'a'
>>> d[4504.1]
'b'

完整性检查：

>>> for k,v in d.items(): print(hash(k))
2040142438
2040142438

可能除了 hash() 之外还有另一个查找级别，可以避免字典键之间的冲突。或者也许 dict() 使用不同的哈希。

（顺便说一下，这在 Python 2.7.10 中。在 Python 3.4.3 和 3.5.0 中的情况相同，但在hash(1.1) == hash(214748749.8).）

（我在 Python 3.9.6 中没有发现任何冲突。由于哈希值更大——hash(1.1) == 230584300921369601我估计我的桌面需要一千年才能找到一个。所以我会在这个问题上回复你。）

Answer 3

是的。在内部，它被实现为基于 Z/2 上的原始多项式的开放散列（source）。

Answer 4

扩展 nosklo 的解释：

a = {}
b = ['some', 'list']
a[b] = 'some' # this won't work
a[tuple(b)] = 'some' # this will, same as a['some', 'list']