python - 为什么(某些)dict View 可以散列？

Question

在 python 3 中，keys()、values() 和 items() 方法提供了 dynamic views他们各自的元素。这些已向后移植到 python 2.7，并可作为 viewkeys、viewvalues 和 viewitems 使用。我在这里可以互换地指代它们。

有什么合理的解释吗:

#!/usr/bin/python3.4
In [1]: hash({}.keys())
---------------------------------------------------------------------------
TypeError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-1-3727b260127e> in <module>()
----> 1 hash({}.keys())

TypeError: unhashable type: 'dict_keys'

In [2]: hash({}.items())
---------------------------------------------------------------------------
TypeError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-2-decac720f012> in <module>()
----> 1 hash({}.items())

TypeError: unhashable type: 'dict_items'

In [3]: hash({}.values())
Out[3]: -9223363248553358775

我发现这相当令人惊讶。

---

python 文档 glossary on "hashable"说:

An object is hashable if it has a hash value which never changes during its lifetime (it needs a __hash__() method), and can be compared to other objects (it needs an __eq__() method). Hashable objects which compare equal must have the same hash value.

好的，第一部分实际上已经结束了； dict_values 对象的哈希值似乎不会在其生命周期内发生变化 - 尽管其基础值肯定会发生变化。

In [11]: d = {}

In [12]: vals = d.values()

In [13]: vals.__hash__()
Out[13]: -9223363248553358718

In [14]: d['a'] = 'b'

In [15]: vals
Out[15]: dict_values(['b'])

In [16]: vals.__hash__()
Out[16]: -9223363248553358718

但是关于 __eq__() 的部分......好吧，实际上它没有其中之一。

In [17]: {'a':'a'}.values().__eq__('something else')
Out[17]: NotImplemented

所以...是的。有人能理解这一点吗？在三种 viewfoo 方法中，只有 dict_values 对象是可散列的，这种不对称性是否有原因？

Answer 1

我相信这是因为 viewitems和 viewkeys提供自定义丰富的比较功能，但是viewvalues才不是。 Here是每个 View 类型的定义:

PyTypeObject PyDictKeys_Type = {
    PyVarObject_HEAD_INIT(&PyType_Type, 0)
    "dict_keys",                                /* tp_name */
    sizeof(dictviewobject),                     /* tp_basicsize */
    0,                                          /* tp_itemsize */
    /* methods */
    (destructor)dictview_dealloc,               /* tp_dealloc */
    0,                                          /* tp_print */
    0,                                          /* tp_getattr */
    0,                                          /* tp_setattr */
    0,                                          /* tp_reserved */
    (reprfunc)dictview_repr,                    /* tp_repr */
    &dictviews_as_number,                       /* tp_as_number */
    &dictkeys_as_sequence,                      /* tp_as_sequence */
    0,                                          /* tp_as_mapping */
    0,                                          /* tp_hash */
    0,                                          /* tp_call */
    0,                                          /* tp_str */
    PyObject_GenericGetAttr,                    /* tp_getattro */
    0,                                          /* tp_setattro */
    0,                                          /* tp_as_buffer */
    Py_TPFLAGS_DEFAULT | Py_TPFLAGS_HAVE_GC,/* tp_flags */
    0,                                          /* tp_doc */
    (traverseproc)dictview_traverse,            /* tp_traverse */
    0,                                          /* tp_clear */
    dictview_richcompare,                       /* tp_richcompare */
    0,                                          /* tp_weaklistoffset */
    (getiterfunc)dictkeys_iter,                 /* tp_iter */
    0,                                          /* tp_iternext */
    dictkeys_methods,                           /* tp_methods */
    0,
};

PyTypeObject PyDictItems_Type = {
    PyVarObject_HEAD_INIT(&PyType_Type, 0)
    "dict_items",                               /* tp_name */
    sizeof(dictviewobject),                     /* tp_basicsize */
    0,                                          /* tp_itemsize */
    /* methods */
    (destructor)dictview_dealloc,               /* tp_dealloc */
    0,                                          /* tp_print */
    0,                                          /* tp_getattr */
    0,                                          /* tp_setattr */
    0,                                          /* tp_reserved */
    (reprfunc)dictview_repr,                    /* tp_repr */
    &dictviews_as_number,                       /* tp_as_number */
    &dictitems_as_sequence,                     /* tp_as_sequence */
    0,                                          /* tp_as_mapping */
    0,                                          /* tp_hash */
    0,                                          /* tp_call */
    0,                                          /* tp_str */
    PyObject_GenericGetAttr,                    /* tp_getattro */
    0,                                          /* tp_setattro */
    0,                                          /* tp_as_buffer */
    Py_TPFLAGS_DEFAULT | Py_TPFLAGS_HAVE_GC,/* tp_flags */
    0,                                          /* tp_doc */
    (traverseproc)dictview_traverse,            /* tp_traverse */
    0,                                          /* tp_clear */
    dictview_richcompare,                       /* tp_richcompare */
    0,                                          /* tp_weaklistoffset */
    (getiterfunc)dictitems_iter,                /* tp_iter */
    0,                                          /* tp_iternext */
    dictitems_methods,                          /* tp_methods */
    0,
};

PyTypeObject PyDictValues_Type = {
    PyVarObject_HEAD_INIT(&PyType_Type, 0)
    "dict_values",                              /* tp_name */
    sizeof(dictviewobject),                     /* tp_basicsize */
    0,                                          /* tp_itemsize */
    /* methods */
    (destructor)dictview_dealloc,               /* tp_dealloc */
    0,                                          /* tp_print */
    0,                                          /* tp_getattr */
    0,                                          /* tp_setattr */
    0,                                          /* tp_reserved */
    (reprfunc)dictview_repr,                    /* tp_repr */
    0,                                          /* tp_as_number */
    &dictvalues_as_sequence,                    /* tp_as_sequence */
    0,                                          /* tp_as_mapping */
    0,                                          /* tp_hash */
    0,                                          /* tp_call */
    0,                                          /* tp_str */
    PyObject_GenericGetAttr,                    /* tp_getattro */
    0,                                          /* tp_setattro */
    0,                                          /* tp_as_buffer */
    Py_TPFLAGS_DEFAULT | Py_TPFLAGS_HAVE_GC,/* tp_flags */
    0,                                          /* tp_doc */
    (traverseproc)dictview_traverse,            /* tp_traverse */
    0,                                          /* tp_clear */
    0,                                          /* tp_richcompare */
    0,                                          /* tp_weaklistoffset */
    (getiterfunc)dictvalues_iter,               /* tp_iter */
    0,                                          /* tp_iternext */
    dictvalues_methods,                         /* tp_methods */
    0,
};

注意 tp_richcompare定义为 dictview_richcompare对于 items和 keys , 但不是 values .现在，documentation for __hash__ 是这样说的:

A class that overrides __eq__() and does not define __hash__() will have its __hash__() implicitly set to None.

...

If a class that overrides __eq__() needs to retain the implementation of __hash__() from a parent class, the interpreter must be told this explicitly by setting __hash__ = <ParentClass>.__hash__.

If a class that does not override __eq__() wishes to suppress hash support, it should include __hash__ = None in the class definition.`

所以，因为 items/keys正在覆盖 __eq__() (通过提供 tp_richcompare 函数)，他们需要显式定义 __hash__等于 parent 的保留实现。因为values不会覆盖 __eq__() , 它继承了 __hash__来自 object ，因为 tp_hash和 tp_richcompare get inherited from the parent if they're both NULL :

This field is inherited by subtypes together with tp_richcompare: a subtype inherits both of tp_richcompare and tp_hash, when the subtype’s tp_richcompare and tp_hash are both NULL.

事实上 dict_values 的执行不阻止这种自动继承可能会被视为错误。