hash在python中做什么?

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我看到了一个代码示例,其中hash函数应用于元组。结果它返回一个负整数。我想知道这个功能是做什么的。谷歌没有帮助。我找到了一个页面,解释了如何计算哈希值,但它没有解释为什么我们需要这个函数。

python hash
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A hash is an fixed sized integer that identifies a particular value。每个值都需要有自己的哈希值,因此对于相同的值,即使它不是同一个对象,也会得到相同的哈希值。

>>> hash("Look at me!")
4343814758193556824
>>> f = "Look at me!"
>>> hash(f)
4343814758193556824

需要以这样的方式创建散列值,使得结果值均匀分布,以减少您获得的散列冲突的数量。散列冲突是指两个不同的值具有相同的散列。因此,相对较小的变化通常会导致非常不同的哈希值。

>>> hash("Look at me!!")
6941904779894686356

这些数字非常有用,因为它们可以在大量值中快速查找值。他们使用的两个例子是Python的setdict。在list中,如果你想检查一个值是否在列表中,使用if x in values:,Python需要遍历整个列表并将x与列表values中的每个值进行比较。这可能需要很长时间才能长时间使用list。在set中,Python跟踪每个哈希,当你输入if x in values:时,Python将获得x的哈希值,在内部结构中查找,然后只将x与具有与x相同哈希值的值进行比较。

相同的方法用于字典查找。这使得setdict中的查找速度非常快,而list中的查找速度很慢。它还意味着你可以在list中拥有不可清洗的对象,但不能在set中或dict中的键。不可清除对象的典型示例是任何可变的对象,这意味着您可以更改其值。如果你有一个可变对象,它不应该是可散列的,因为它的散列会在其生命周期内发生变化,这会引起很多混乱,因为一个对象可能最终在字典中的错误散列值下。

请注意,对于一次Python运行,值的哈希值只需要相同。在Python 3.3中,它们实际上会针对每次新的Python运行进行更改:

$ /opt/python33/bin/python3
Python 3.3.2 (default, Jun 17 2013, 17:49:21) 
[GCC 4.6.3] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> hash("foo")
1849024199686380661
>>> 
$ /opt/python33/bin/python3
Python 3.3.2 (default, Jun 17 2013, 17:49:21) 
[GCC 4.6.3] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> hash("foo")
-7416743951976404299

这使得更难以猜测某个字符串将具有哪个哈希值,这是Web应用程序等的重要安全功能。

因此,不应永久存储散列值。如果您需要以永久方式使用哈希值,您可以查看更严重的哈希类型cryptographic hash functions,它们可用于制作可验证的文件校验和等。


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TL; DR:

请参考the glossaryhash()用作比较对象的快捷方式,如果可以将对象与其他对象进行比较,则认为该对象是可清除的。这就是为什么我们使用hash()。它也用于访问dictset元素,这些元素被实现为resizable hash tables in CPython

技术考虑

  • 通常比较对象(可能涉及多个级别的递归)是昂贵的。
  • 优选地,hash()函数是一个数量级(或几个)更便宜的。
  • 比较两个哈希比比较两个对象更容易,这就是快捷方式所在的位置。

如果您阅读有关how dictionaries are implemented的内容,他们会使用哈希表,这意味着从对象中获取密钥是用于在O(1)中检索字典中的对象的基石。然而,这非常依赖于您的哈希函数来抵抗冲突。词典中的worst case for getting an item实际上是O(n)

在这方面,可变对象通常是不可清除的。 hashable属性意味着您可以将对象用作键。如果哈希值用作键并且同一对象的内容发生更改,那么哈希函数应该返回什么?是同一把钥匙还是另一把钥匙?这取决于您如何定义哈希函数。

通过实例学习:

想象一下,我们有这个课程:

>>> class Person(object):
...     def __init__(self, name, ssn, address):
...         self.name = name
...         self.ssn = ssn
...         self.address = address
...     def __hash__(self):
...         return hash(self.ssn)
...     def __eq__(self, other):
...         return self.ssn == other.ssn
... 

请注意:这都是基于SSN永远不会改变个人的假设(甚至不知道从权威来源实际验证该事实的位置)。

我们有鲍勃:

>>> bob = Person('bob', '1111-222-333', None)

鲍勃去看法官改名:

>>> jim = Person('jim bo', '1111-222-333', 'sf bay area')

这就是我们所知道的:

>>> bob == jim
True

但这些是分配了不同内存的两个不同对象,就像同一个人的两个不同记录一样:

>>> bob is jim
False

现在,hash()很方便:

>>> dmv_appointments = {}
>>> dmv_appointments[bob] = 'tomorrow'

你猜怎么着:

>>> dmv_appointments[jim] #?
'tomorrow'

从两个不同的记录中,您可以访问相同的信息。现在试试这个:

>>> dmv_appointments[hash(jim)]
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<stdin>", line 9, in __eq__
AttributeError: 'int' object has no attribute 'ssn'
>>> hash(jim) == hash(hash(jim))
True

刚刚发生了什么?那是一次碰撞。因为hash(jim) == hash(hash(jim))都是整数btw,我们需要比较__getitem__的输入和碰撞的所有项目。内置的int没有ssn属性所以它会跳闸。

>>> del Person.__eq__
>>> dmv_appointments[bob]
'tomorrow'
>>> dmv_appointments[jim]
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
KeyError: <__main__.Person object at 0x7f611bd37110>

在最后一个例子中,我表明即使碰撞,执行比较,对象也不再相等,这意味着它成功地引发了KeyError


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Python docs for hash()状态:

哈希值是整数。它们用于在字典查找期间快速比较字典键。

Python字典作为哈希表实现。因此,只要您使用字典,就会在传递给键进行分配或查找的键上调用hash()

此外,docs for the dict type州:

不可清除的值,即包含列表,字典或其他可变类型(通过值而不是按对象标识进行比较)的值不能用作键。


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字典和集合使用哈希来快速查找对象。一个很好的起点是维基百科关于hash tables的文章。


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我也在很长一段时间内寻找它,现在我得到了答案,所以我和你们一起剪...

请使用python中的Dictionary数据类型,它非常类似于hash ...它还支持嵌套,对嵌套哈希的比较。

例:-

dict = {'Name': 'Zara', 'Age': 7, 'Class': 'First'}
dict['Age'] = 8; # update existing entry
dict['School'] = "DPS School" # Add new entry

print ("dict['Age']: ", dict['Age'])
print ("dict['School']: ", dict['School'])

字典数据类型: - https://www.tutorialspoint.com/python3/python_dictionary.htm

希望它能解决问题..

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