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为什么从Python 3.6开始字典有序并效率更高

python 搞代码 4年前 (2022-01-09) 33次浏览 已收录 0个评论

本文来源gaodaima#com搞(代@码$网6

在Python 3.5(含)以前,字典是不能保证顺序的,键值对A先插入字典,键值对B后插入字典,但是当你打印字典的Keys列表时,你会发现B可能在A的前面。

但是从Python 3.6开始,字典是变成有顺序的了。你先插入键值对A,后插入键值对B,那么当你打印Keys列表的时候,你就会发现B在A的后面。

不仅如此,从Python 3.6开始,下面的三种遍历操作,效率要高于Python 3.5之前:

for key in 字典

for value in 字典.values()

for key, value in 字典.items()

从Python 3.6开始,字典占用内存空间的大小,视字典里面键值对的个数,只有原来的30%~95%。

Python 3.6到底对字典做了什么优化呢?为了说明这个问题,我们需要先来说一说,在Python 3.5(含)之前,字典的底层原理。

当我们初始化一个空字典的时候,CPython的底层会初始化一个二维数组,这个数组有8行,3列,如下面的示意图所示:

my_dict = {}

'''
此时的内存示意图
[[---, ---, ---],
[---, ---, ---],
[---, ---, ---],
[---, ---, ---],
[---, ---, ---],
[---, ---, ---],
[---, ---, ---],
[---, ---, ---]]
'''

现在,我们往字典里面添加一个数据:

my_dict['name'] = 'kingname'

'''
此时的内存示意图
[[---, ---, ---],
[---, ---, ---],
[---, ---, ---],
[---, ---, ---],
[---, ---, ---],
[1278649844881305901, 指向name的指针, 指向kingname的指针],
[---, ---, ---],
[---, ---, ---]]
'''

这里解释一下,为什么添加了一个键值对以后,内存变成了这个样子:

首先我们调用Python 的hash函数,计算name这个字符串在当前运行时的hash值:

>>> hash('name')
1278649844881305901

特别注意,我这里强调了『当前运行时』,这是因为,Python自带的这个hash函数,和我们传统上认为的Hash函数是不一样的。Python自带的这个hash函数计算出来的值,只能保证在每一个运行时的时候不变,但是当你关闭Python再重新打开,那么它的值就可能会改变,如下图所示:

假设在某一个运行时里面,hash(‘name’)的值为1278649844881305901。现在我们要把这个数对8取余数:

>>> 1278649844881305901 % 8
5

余数为5,那么就把它放在刚刚初始化的二维数组中,下标为5的这一行。由于name和kingname是两个字符串,所以底层C语言会使用两个字符串变量存放这两个值,然后得到他们对应的指针。于是,我们这个二维数组下标为5的这一行,第一个值为name的hash值,第二个值为name这个字符串所在的内存的地址(指针就是内存地址),第三个值为kingname这个字符串所在的内存的地址。


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