为什么CPython Dicts不会受到负值1和负值2的哈希值的影响

Question

Hash tables are supposed be high-performance mappings，and because Python dicts are implemented with hash tables，他们的表现也非常出色。但是在查看负整数的哈希值时，我遇到了一个奇怪的结果。

>>> for i in range(7):
...     print hash(i-4)
...     
-4
-3
-2
-2
0
1
2

但这显然对dicts没有影响：

>>> d = dict()
>>> d[-1] = 'foo'
>>> d[-2] = 'bar'
>>> d
{-2: 'bar', -1: 'foo'}

为什么会发生这种情况，为什么我使用时不会影响dicts？

Answer 1

x哈希值与y不同的事实意味着x != y。但反过来却不是真的！因此，当x的哈希值等于y时，仍会明确检查它们是否相等。

在哈希函数的上下文中hash(x) == hash(y)和x != y被称为 collision 的情况，并且可能会不时发生。你想尽可能地避免它，但总的来说它是不可避免的。您可以阅读有关散列函数和碰撞的更多信息here。

Answer 2

如果您问为什么dicts不受重复哈希值的影响，那是因为哈希值不需要唯一的哈希表才能工作。

Python实现整数的简单散列，其中整数的散列值解析为自身。由于-1在内部用于指示失败以产生散列值，因此值-1默默地替换为-2，这也适用。

Answer 3

-1是C代码中的错误代码，没有散列函数可以返回它，以免它发出C代码错误信号。 C没有异常，因此Python开发人员必须保留一个返回值以表示错误。

字典没有使用 哈希;它还测试平等。请注意，哈希表 small 与可能的哈希值的数量相比，即使哈希值不相等，它们仍然可以最终映射到同一个槽。如果哈希值映射到同一个槽并且密钥不相等，则扰乱哈希并找到新的槽。

因为-1 != -2，Python仍然保持两个键分开。

有关Python字典如何使用哈希值的详细信息，请参阅Overriding Python's Hashing Function in Dictionary和Why is the order in dictionaries and sets arbitrary?。

Answer 4

哈希表在哈希值不同时表现更好，但是它们可以处理相同的哈希值。这些被称为哈希冲突，处理它们的方法是优化和调整哈希表的重要方法之一。

hash(-1) == -2因为-1是一个特殊值，用于表示C实现中的错误。哈希码不能取该值;如果你试图定义一个给出散列值-1的类，Python会检测它并使用-2代替。