Python里的dict和set的背后小秘密

当我们在Python中使用dict（字典）和set（集合）这两种数据结构时，它们的背后其实有许多小秘密。在本文中，我们将简要地介绍这些秘密。

Python字典（dict）的小秘密

接受任意类型作为键名

Python的字典是一种哈希表，允许使用任意可哈希（hashable）的数据类型作为键名。哈希表使用键名的哈希值来快速定位键值对，因此键名必须是不可变的（immutable）。常见的可哈希类型包括整数、字符串、元组。

不过，Python的字典却非常灵活，甚至可以使用自定义的类作为键名。如果自定义类没有实现哈希值和相等性比较，那么Python会自动为其生成哈希值，并根据对象的id来比较它们是否相等。下面是一个简单的示例：

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

d = {Person('Alice', 25): 'Alice is 25 years old.'}

print(d[Person('Alice', 25)])

在这个例子里，我们使用自定义的Person类作为字典的键名，不过我们并没有为其实现哈希值和相等性比较。不过，由于Person类的每个实例都有唯一的id，因此在字典中它们会被视作不同的键名。

插入顺序是有利于查询的

在Python字典中，键值对的插入顺序会被保留。这个特性是从Python 3.7版本开始引入的，它意味着字典中的键值对可以按照插入顺序依次进行访问。比如说，我们可以使用collections.OrderedDict类来创建一个带有插入顺序的字典，下面是一个简单的示例：

from collections import OrderedDict

d = OrderedDict()

d['a'] = 1
d['b'] = 2
d['c'] = 3
d['d'] = 4

print(d.keys())  # odict_keys(['a', 'b', 'c', 'd'])

在这个例子里，我们首先创建了一个空的OrderedDict实例，然后依次插入了四个键值对。最后，我们使用keys()方法来查看所有键名，发现它们的顺序正是我们插入时的顺序。

Python集合（set）的小秘密

可以用于列表去重

在Python中，我们可以使用集合来快速的对一个列表进行去重。集合可以保证其中的每个元素都是唯一的，因此我们只需要将列表转换为集合，然后再将其转换回列表即可。下面是一个简单的示例：

lst = [1, 2, 3, 1, 2, 3, 4, 5]

lst = list(set(lst))

print(lst)  # [1, 2, 3, 4, 5]

在这个例子里，我们首先定义了一个包含重复元素的列表lst，然后使用set()函数将其转换为集合，并使用list()函数将其转换回列表。最终，我们得到了一个没有重复元素的列表。

可以进行基本的集合操作

Python的集合不仅可以用来进行去重，还能进行一些基本的集合操作，例如并集、交集、差集等。这些操作都可以通过集合对象的方法来实现，下面是一些示例：

s1 = {1, 2, 3, 4}
s2 = {3, 4, 5, 6}

# 并集
print(s1.union(s2))  # {1, 2, 3, 4, 5, 6}

# 交集
print(s1.intersection(s2))  # {3, 4}

# 差集
print(s1.difference(s2))  # {1, 2}

# 对称差集
print(s1.symmetric_difference(s2))  # {1, 2, 5, 6}

在这个例子里，我们定义了两个集合s1和s2，并对其进行了一些基本的集合操作。可以看到，这些操作通过集合对象的方法比较容易实现，而且非常高效。