昨天寫 Python 小腳本，腦子一抽想把列表當成字典的 key 存數(shù)據(jù)，敲完回車控制臺直接甩來一個報錯，當時我人都傻了，盯著屏幕看了半天，愣是沒明白為啥字符串能當 key，列表就不行。

截圖就是當時控制臺報的 unhashable type: 'list'，就是這行破代碼，逼得我把字典、哈希表、可變不可變對象全啃了一遍。

說實話，我之前對字典的理解就停留在 “存鍵值對的容器”，啥底層原理、使用限制一概不知，這次踩坑后才算真的吃透，趁熱乎把我的思考過程分享給大家。

先搞懂：字典為啥比列表快到飛起？

最開始我存「名字 - 成績」，用的是最笨的原始方法：

# 兩個列表，下標一一對應(yīng)，純純笨方法
names = ['周杰倫', '蔡徐坤', '周星馳']
score = [100, 2.5, 100]

# 想查蔡徐坤的分數(shù)？得遍歷列表找下標，數(shù)據(jù)多了直接慢死

這就是列表的硬傷：查找、插入的速度會跟著元素變多越來越慢。

然后 Python 的字典就登場了，我給它打個最貼切的比方：字典就是書本最前面的索引目錄。你想找某一頁內(nèi)容，不用從頭翻到尾，看目錄直接定位頁碼；字典底層是哈希表，key 通過哈希算法算出一個唯一的索引，直接找到 value 的存儲地址，所以查找速度是 O (1)，不管多少數(shù)據(jù)，都是秒查。

這才是字典的正確打開方式：

    # 字python典：key-value鍵值對
    d = {'周杰倫': 100, '蔡徐坤': 2.5, '周星馳': 100}
    # 直接查找，瞬間出結(jié)果
    print(d['蔡徐坤'])  # 2.5

日常用字典的增刪改查，我也把踩過的小坑整理好了：

    # 1. 修改已有的key
    d['周杰倫'] = 88
    print(d['周杰倫'])  # 88

    # 2. 千萬別直接訪問不存在的key！會直接報錯
    # d['ikun']  # KeyError，血的教訓(xùn)

    # 3. 安全訪問：用in判斷 / get方法
    print('ikun' in d)  # False
    print(d.get('ikun'))  # None，不報錯
    print(d.get('ikun', -1))  # 可以指定默認值，太香了
    print(d.get('蔡徐坤', -1))  # 2.5

    # 4. 刪除key
    d.pop('蔡徐坤')

核心大坑：為啥列表絕對不能當字典的 key？

繞回最開始的報錯，我第一反應(yīng)是：“Python 歧視列表？憑啥字符串就行？”后來翻了哈希表的設(shè)計規(guī)則，才恍然大悟：字典的 key 必須是可哈希的，也就是不可變類型。

哈希算法的硬性要求：key 必須固定不變！如果 key 是可變的（比如列表），你改一下列表內(nèi)容，哈希計算的結(jié)果就變了，字典直接找不到 value 的位置，整個哈希表就亂套了。

字符串、數(shù)字、元組是不可變的，所以能當 key；列表、字典是可變的，Python 直接禁止它們當字典的 key。

順便記一下字典的優(yōu)缺點，別把它當萬能藥：

• 優(yōu)點：查找、插入極快，不隨元素增多變慢
• 缺點：占用內(nèi)存大，典型的空間換時間

秒懂 Set：就是個沒有 value 的字典

搞懂字典后，看 Set 集合簡直是降維打擊！Set 和字典的底層原理一模一樣，唯一區(qū)別：Set 只存 key，不存 value，而且 key 不能重復(fù)，天生自帶去重功能。

直接上可運行的 demo：

    # 兩種創(chuàng)建set的方式
    s = {1, 2, 3}
    # 列表轉(zhuǎn)set，自動去重
    s = set([1,2,3,2,5])
    print(s)  # {1,2,3,5}

    # 增刪元素
    s.add(4)
    s.remove(4)

    # 集合運算：交集、并集，處理數(shù)據(jù)超好用
    s1 = {1, 2, 3}
    s2 = {2, 3, 4}
    print(s1 & s2)  # 交集 {2,3}
    print(s1 | s2)  # 并集 {1,2,3,4}

終極迷惑：可變對象 vs 不可變對象

本來以為字典搞定就收工了，結(jié)果又被列表sort和字符串replace坑了一把，這倆的效果完全不一樣！

    # 列表：可變對象
    a = ['c', 'b', 'a']
    print(a.sort())  # None！坑！sort直接修改原列表，不返回新對象
    print(a)  # ['a', 'b', 'c']

    # 字符串：不可變對象
    str_obj = 'abc'
    # replace不會改原字符串，只會返回新的字符串！
    print(str_obj.replace('a', 'A'))  # Abc
    print(str_obj)  # abc 原對象紋絲不動

現(xiàn)在徹底理清了：

• 可變對象（list、dict、set）：調(diào)用方法會直接修改自身
• 不可變對象（str、數(shù)字、元組）：調(diào)用方法只會返回新對象，原數(shù)據(jù)永遠不變

寫在最后

這次從一個報錯啃完所有知識點，腦子里就刻下了三個核心：

1. 字典底層是哈希表，靠 key 哈希定位 value，key 必須是不可變類型
2. 可變 / 不可變對象是核心，別再搞混sort和replace的效果
3. Set 就是精簡版字典，專門用來去重、做集合運算

也別神話字典，小數(shù)據(jù)量、不需要快速查找的場景，用列表更省內(nèi)存。

這次踩坑爬坑的過程還挺有意思的。

到此這篇關(guān)于Python字典和集合底層的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python字典和集合底層內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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