Python 哈希教程 · ZetCode 中文系列教程

# Python 哈希教程 > 原文： [http://zetcode.com/python/hashing/](http://zetcode.com/python/hashing/) Python 哈希教程解释了 Python 中的哈希概念。我们介绍了哈希表和 Python 可哈希对象。 ## 哈希表哈希表用于以许多常见的编程语言（例如 C++ ，Java 和 Python）实现映射和设置数据结构。 Python 将哈希表用于字典和集合。哈希表是键值对的无序集合，其中每个键都是唯一的。哈希表提供了有效的查找，插入和删除操作的组合。这些是数组和链表的最佳属性。 ## 哈希哈希是使用算法将任意大小的数据映射到固定长度的过程。这称为哈希值。哈希用于创建高性能，直接访问的数据结构，在该结构中要快速存储和访问大量数据。哈希值使用哈希函数计算。 ## Python 可哈希对象如果对象的哈希值在其生命周期内从未发生变化，则该对象是可哈希的。（在多次调用 Python 程序期间，它可以具有不同的值。）可哈希对象需要`__hash__()`方法。为了执行比较，哈希需要一种`__eq__()`方法。 > **注意**：比较相等的可哈希对象必须具有相同的哈希值。哈希性使对象可用作字典键和集成员，因为这些数据结构在内部使用哈希值。 Python 不可变的内置对象是可哈希的；可变容器（例如列表或字典）不是。默认情况下，作为用户定义类实例的对象是可哈希的。它们都比较不相等（除了它们本身），并且它们的哈希值是从`id()`派生的。 > **注意**：如果一个类没有定义一个`__eq __()`方法，它也不应该定义一个`__hash __()`操作。如果它定义了`__eq __()`而不是`__hash __()`，则其实例将不能用作可哈希集合中的项目。 ## Python `hash()`函数 `hash()`函数返回对象的哈希值（如果有的话）。哈希值是整数。它们用于在字典查找期间快速比较字典关键字。对象可以实现`__hash__()`方法。 ## Python 不可变内置函数可哈希化 Python 不变的内置函数（例如整数，字符串或元组）是可哈希的。 `builtin_hashables.py` ```py #!/usr/bin/env python3 val = 100 print(val.__hash__()) print("falcon".__hash__()) print((1,).__hash__()) ``` 该示例显示三个哈希值的值：整数，字符串和元组。 ## Python 自定义可哈希对象示例 I Python 自定义对象默认情况下是可哈希的。他们的哈希值是从其 ID 派生的。 `custom_object.py` ```py #!/usr/bin/env python3 class User: def __init__(self, name, occupation): self.name = name self.occupation = occupation u1 = User('John Doe', 'gardener') u2 = User('John Doe', 'gardener') print('hash of user 1') print(hash(u1)) print('hash of user 2') print(hash(u2)) if (u1 == u2): print('same user') else: print('different users') ``` 在示例中，我们有`User`的两个实例。 ```py u1 = User('John Doe', 'gardener') u2 = User('John Doe', 'gardener') ``` 我们有两个具有相同数据的实例。 ```py print('hash of user 1') print(hash(u1)) ``` `hash()`函数返回对象的哈希值。默认实现是从对象的 ID 派生的。 ```py $ python custom_object.py hash of user 1 -9223371894419573195 hash of user 2 142435202673 different users ``` 即使用户详细信息相同，但比较仍会产生不同的对象。为了更改它，我们需要实现`__eq__()`方法。 ## Python 自定义可哈希对象示例 II 在第二个示例中，我们实现了自定义`__eq__()`方法。 `custom_object2.py` ```py #!/usr/bin/env python3 class User: def __init__(self, name, occupation): self.name = name self.occupation = occupation def __eq__(self, other): return self.name == other.name \ and self.occupation == other.occupation def __str__(self): return f'{self.name} {self.occupation}' u1 = User('John Doe', 'gardener') u2 = User('John Doe', 'gardener') if (u1 == u2): print('same user') print(f'{u1} == {u2}') else: print('different users') # users = {u1, u2} # print(len(users)) ``` 现在比较返回给我们的预期输出；但是，我们不能将对象插入 Python 集中；这将导致`TypeError: unhashable type: 'User'`。为了更改此设置，我们实现了`__hash__()`方法。 ## Python 自定义可哈希对象示例 III 在第三个示例中，我们实现了`__eq__()`和`__hash__()`方法。 `custom_object3.py` ```py #!/usr/bin/env python3 class User: def __init__(self, name, occupation): self.name = name self.occupation = occupation def __eq__(self, other): return self.name == other.name \ and self.occupation == other.occupation def __hash__(self): return hash((self.name, self.occupation)) def __str__(self): return f'{self.name} {self.occupation}' u1 = User('John Doe', 'gardener') u2 = User('John Doe', 'gardener') users = {u1, u2} print(len(users)) if (u1 == u2): print('same user') print(f'{u1} == {u2}') else: print('different users') print('------------------------------------') u1.occupation = 'programmer' users = {u1, u2} print(len(users)) if (u1 == u2): print('same user') print(f'{u1} == {u2}') else: print('different users') ``` 该示例比较了具有`__eq__()`和`__hash__()`方法的自定义实现的两个对象。可以将这些对象插入 Python 集中，当以后更改属性时，我们将获得预期的输出。 ```py def __hash__(self): return hash((self.name, self.occupation)) ``` `__hash__()`函数的实现从属性元组返回使用`hash()`函数计算的哈希值。 ```py $ python custom_object3.py 1 same user John Doe gardener == John Doe gardener ------------------------------------ 2 different users ``` 这是输出。 ## Python `@dataclass`装饰器从 Python 3.7 开始，我们有了`dataclass`装饰器，它会自动生成一些样板代码。数据类装饰器的冻结参数（默认为`False`）。如果指定，则字段将被冻结（即只读）。如果`eq`设置为`True`（默认情况下），则将实现`__hash__()`方法，并且对象实例将是可哈希的。 `decorator.py` ```py #!/usr/bin/env python3 from dataclasses import dataclass @dataclass(frozen=True) class User: name: str occupation: str u1 = User('John Doe', 'gardener') u2 = User('John Doe', 'gardener') if (u1 == u2): print('same user') print(f'{u1} == {u2}') else: print('different users') users = {u1, u2} print(len(users)) ``` 该示例使用`@dataclass`装饰器。 ```py $ python decorator.py same user User(name='John Doe', occupation='gardener') == User(name='John Doe', occupation='gardener') 1 ``` 这是输出。在本教程中，我们介绍了 Python 中的哈希。您可能也对以下相关教程感兴趣： [Python 教程](/lang/python/)， [Python 列表推导](/articles/pythonlistcomprehensions/)或列表[所有 Python 教程](/all/#python)。