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 哈希教程解釋了 Python 中的哈希概念。我們介紹了哈希表和 Python 可哈希對象。 ## 哈希表哈希表用于以許多常見的編程語言（例如 C++ ，Java 和 Python）實現映射和設置數據結構。 Python 將哈希表用于字典和集合。哈希表是鍵值對的無序集合，其中每個鍵都是唯一的。哈希表提供了有效的查找，插入和刪除操作的組合。這些是數組和鏈表的最佳屬性。 ## 哈希哈希是使用算法將任意大小的數據映射到固定長度的過程。這稱為哈希值。哈希用于創建高性能，直接訪問的數據結構，在該結構中要快速存儲和訪問大量數據。哈希值使用哈希函數計算。 ## Python 可哈希對象如果對象的哈希值在其生命周期內從未發生變化，則該對象是可哈希的。（在多次調用 Python 程序期間，它可以具有不同的值。）可哈希對象需要`__hash__()`方法。為了執行比較，哈希需要一種`__eq__()`方法。 > **注意**：比較相等的可哈希對象必須具有相同的哈希值。哈希性使對象可用作字典鍵和集成員，因為這些數據結構在內部使用哈希值。 Python 不可變的內置對象是可哈希的；可變容器（例如列表或字典）不是。默認情況下，作為用戶定義類實例的對象是可哈希的。它們都比較不相等（除了它們本身），并且它們的哈希值是從`id()`派生的。 > **注意**：如果一個類沒有定義一個`__eq __()`方法，它也不應該定義一個`__hash __()`操作。如果它定義了`__eq __()`而不是`__hash __()`，則其實例將不能用作可哈希集合中的項目。 ## Python `hash()`函數 `hash()`函數返回對象的哈希值（如果有的話）。哈希值是整數。它們用于在字典查找期間快速比較字典關鍵字。對象可以實現`__hash__()`方法。 ## Python 不可變內置函數可哈希化 Python 不變的內置函數（例如整數，字符串或元組）是可哈希的。 `builtin_hashables.py` ```py #!/usr/bin/env python3 val = 100 print(val.__hash__()) print("falcon".__hash__()) print((1,).__hash__()) ``` 該示例顯示三個哈希值的值：整數，字符串和元組。 ## Python 自定義可哈希對象示例 I Python 自定義對象默認情況下是可哈希的。他們的哈希值是從其 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，我們有`User`的兩個實例。 ```py u1 = User('John Doe', 'gardener') u2 = User('John Doe', 'gardener') ``` 我們有兩個具有相同數據的實例。 ```py print('hash of user 1') print(hash(u1)) ``` `hash()`函數返回對象的哈希值。默認實現是從對象的 ID 派生的。 ```py $ python custom_object.py hash of user 1 -9223371894419573195 hash of user 2 142435202673 different users ``` 即使用戶詳細信息相同，但比較仍會產生不同的對象。為了更改它，我們需要實現`__eq__()`方法。 ## Python 自定義可哈希對象示例 II 在第二個示例中，我們實現了自定義`__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)) ``` 現在比較返回給我們的預期輸出；但是，我們不能將對象插入 Python 集中；這將導致`TypeError: unhashable type: 'User'`。為了更改此設置，我們實現了`__hash__()`方法。 ## Python 自定義可哈希對象示例 III 在第三個示例中，我們實現了`__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') ``` 該示例比較了具有`__eq__()`和`__hash__()`方法的自定義實現的兩個對象。可以將這些對象插入 Python 集中，當以后更改屬性時，我們將獲得預期的輸出。 ```py def __hash__(self): return hash((self.name, self.occupation)) ``` `__hash__()`函數的實現從屬性元組返回使用`hash()`函數計算的哈希值。 ```py $ python custom_object3.py 1 same user John Doe gardener == John Doe gardener ------------------------------------ 2 different users ``` 這是輸出。 ## Python `@dataclass`裝飾器從 Python 3.7 開始，我們有了`dataclass`裝飾器，它會自動生成一些樣板代碼。數據類裝飾器的凍結參數（默認為`False`）。如果指定，則字段將被凍結（即只讀）。如果`eq`設置為`True`（默認情況下），則將實現`__hash__()`方法，并且對象實例將是可哈希的。 `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)) ``` 該示例使用`@dataclass`裝飾器。 ```py $ python decorator.py same user User(name='John Doe', occupation='gardener') == User(name='John Doe', occupation='gardener') 1 ``` 這是輸出。在本教程中，我們介紹了 Python 中的哈希。您可能也對以下相關教程感興趣： [Python 教程](/lang/python/)， [Python 列表推導](/articles/pythonlistcomprehensions/)或列表[所有 Python 教程](/all/#python)。