Python字典的key都可以是什么

答

一個(gè)對(duì)象能不能作為字典的key，就取決于其有沒(méi)有__hash__方法。所以所有python自帶類(lèi)型中，除了list、dict、set和內(nèi)部至少帶有上述三種類(lèi)型之一的tuple之外，其余的對(duì)象都能當(dāng)key。

比如數(shù)值/字符串/完全不可變的元祖/函數(shù)(內(nèi)建或自定義)/類(lèi)(內(nèi)建或自定義)/方法/包等等你能拿出手的，不過(guò)有的實(shí)際意義不高。還有數(shù)值型要注意，因?yàn)閮蓚€(gè)不同的相等數(shù)字可以有相同的哈希值，比如1和1.0。

解釋

代碼版本：3.6.3；文檔版本：3.6.6

Unlike sequences, which are indexed by a range of numbers, dictionaries are indexed by keys, which can be any immutable type; strings and numbers can always be keys. Tuples can be used as keys if they contain only strings, numbers, or tuples; if a tuple contains any mutable object either directly or indirectly, it cannot be used as a key. You can’t use lists as keys, since lists can be modified in place using index assignments, slice assignments, or methods like append()and extend().

 字典的鍵可以是任意不可變類(lèi)型，需要注意的是tuple元組作為鍵時(shí)，其中不能以任何方式包含可變對(duì)象。

 那。。到底什么樣的是不可變類(lèi)型呢？不可能給對(duì)象專(zhuān)門(mén)標(biāo)注一個(gè)屬性是可變類(lèi)型還是不可變類(lèi)型啊，這沒(méi)有任何其他意義，一定是通過(guò)其他途徑實(shí)現(xiàn)的。把list當(dāng)做鍵試一下

a = [1, 2, 3]
d = {a: a}
?
?
# 第二行報(bào)錯(cuò)：
# TypeError: unhashable type: 'list'

報(bào)錯(cuò)說(shuō)list類(lèi)型是不可哈希的，噢，原來(lái)是靠能不能hash來(lái)判斷的，另外文檔下面接著說(shuō)同一字典中每個(gè)鍵都是唯一的，正好每個(gè)對(duì)象的哈希值也是唯一的，對(duì)應(yīng)的很好。

It is best to think of a dictionary as an unordered set of key: value pairs, with the requirement that the keys are unique (within one dictionary).

查看源代碼可以看到object對(duì)象是定義了__hash__方法的，

而list、set和dict都把__hash__賦值為None了

# 部分源碼
?
class object:
? ? """ The most base type """
?
? ? def __hash__(self, *args, **kwargs): ?# real signature unknown
? ? ? ? """ Return hash(self). """
? ? ? ? pass
?
?
class list(object):
? ? __hash__ = None
?
?
class set(object):
? ? __hash__ = None
?
?
class dict(object):
? ? __hash__ = None

那這樣的話。。。我給他加一個(gè)hash不就能當(dāng)字典的key了，key不就是可變的了。

注意

此處只是我跟著想法隨便試，真的應(yīng)用場(chǎng)景不要用可變類(lèi)型作為字典的key。

class MyList(list):
? ? """比普通的list多一個(gè)__hash__方法"""
?
? ? def __hash__(self):
? ? ? ? # 不能返回hash(self)
? ? ? ? # hash(self)會(huì)調(diào)用self的本方法，再調(diào)用回去，那就沒(méi)完了(RecursionError)
? ? ? ? # 用的時(shí)候要注意實(shí)例中至少有一個(gè)元素，不然0怎么取(IndexError)
? ? ? ? return hash(self[0])
?
?
l1 = MyList([1, 2]) ?# print(l1) -> [1, 2]
d = {l1: 'Can?'}
print(d) ?# --> ?{[1, 2]: 'Can?'}
l1.append(3)
print(d) ?# {[1, 2, 3]: 'Can?'}
print(d[l1]) ?# --> ?Can?

到這里就可以肯定的說(shuō)，一個(gè)對(duì)象能不能作為字典的key，就取決于其有沒(méi)有__hash__方法。所以所有python自帶類(lèi)型中，目前我已知的除了list、dict、set和內(nèi)部帶有以上三種類(lèi)型的tuple之外，其余的對(duì)象都能當(dāng)key。而我們自己定義的類(lèi)，一般情況下都直接間接的和object有關(guān)，都帶有__hash__方法。

另外我想到，既然字典的鍵是唯一的，而哈希值也是唯一的，這么巧，鍵的唯一性不會(huì)就是用哈希值來(lái)確定的吧？我上一個(gè)例子中__hash__方法返回的是0號(hào)元素的哈希值，那我直接用相同哈希值的對(duì)象是不是就能改變那本來(lái)不屬于它的字典值呢？

class MyList(list):
? ? def __hash__(self):
? ? ? ? return hash(self[0])
?
?
l1 = MyList([1, 2]) ?# print(l1) -> [1, 2]
d = {}
d[l1] = l1
print(d) ?# {[1, 2]: [1, 2]}
d[1] = 1
print(d) ?# {[1, 2]: [1, 2], 1: 1}

竟然沒(méi)有改成功而是新添加了一個(gè)鍵值對(duì)，可self[0]就是1啊，哈希值一樣啊，怎么會(huì)不一樣呢？難道要鍵的值一樣才能判斷是同一個(gè)鍵嗎？重寫(xiě)__eq__方法試一下。

class MyList(list):
? ? def __hash__(self):
? ? ? ? return hash(self[0])
?
? ? def __eq__(self, other):
? ? ? ? return self[0] == other
?
?
l1 = MyList([1, 2]) ?# print(l1) -> [1, 2]
d = {}
d[l1] = l1
print(d) ?# {[1, 2]: [1, 2]}
d[1] = 1
print(d) ?# {[1, 2]: 1}

這回成功了，那就是__hash__返回值相等，且eq判斷也相等，才會(huì)被認(rèn)為是同一個(gè)鍵。那這兩個(gè)先判斷哪個(gè)呢？加個(gè)代碼試一下

class MyList(list):
? ? def __hash__(self):
? ? ? ? print('hash is run')
? ? ? ? return hash(self[0])
?
? ? def __eq__(self, other):
? ? ? ? print('eq is run')
? ? ? ? return self[0] == other
?
?
l1 = MyList([1, 2]) ?# print(l1) -> [1, 2]
d = {}
d[1] = 1
d[l1] = 'l1'
print(d)
?
?
# 結(jié)果：
# hash is run
# eq is run
# {1: 'l1'}

__hash__先執(zhí)行，另外字典在內(nèi)存中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的位置和鍵的hash也是有關(guān)的，邏輯上也像印證。

先計(jì)算hash，找到相對(duì)應(yīng)的那片內(nèi)存空間，里面沒(méi)有值的話就直接寫(xiě)入，對(duì)于字典來(lái)說(shuō)就是新增鍵值對(duì)；如果里面已經(jīng)有值了，那就判斷新來(lái)的鍵和原來(lái)的那里的鍵是不是相等，相等就認(rèn)為是一個(gè)鍵，對(duì)于字典來(lái)說(shuō)就是更新值，不相等就再開(kāi)空間，相當(dāng)于字典新增鍵值對(duì)。

在你驗(yàn)證自己想法的時(shí)候可能遇到__hash__和__eq__的一些想不到的麻煩，可以看這里：__hash__和__eq__的繼承使用問(wèn)題

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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