Python 中的 list、tuple、set、dict的底层实现的理解

最新推荐文章于 2024-09-01 23:09:50 发布

汐华025

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分类专栏：理论小结文章标签： Python 底层 set dict

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本文深入探讨Python中list、tuple、dict和set的数据结构实现原理。list为动态扩容的顺序表，tuple为不可变顺序表，dict利用hash算法快速定位，set通过hash和eq实现元素唯一性。

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Python 中的 list、tuple、set、dict的底层实现的理解：

List 本质是顺序表，只不过每次表的扩容都是指数级，所以动态增删数据时，表并不会频繁改变物理结构，同时受益于顺序表遍历的高效性（通过角标配合表头物理地址，计算目标元素的位置），使得python的list综合性能比较优秀；

tuple 本质上就是顺序表，不可修改不可扩容，只读；

dict：本质上是顺序表，不过每个元素存储位置的角标，不是又插入顺序决定的，而是由key经过hash算法和其他机制，动态生成的，即key通过hash散列，生成value应该存储的位置，然后再去存储这个value；所以dict的查询时间复杂度是o（1）；因此，dict的key只能为可hash的对象，即不可变类型；

set 实现列表去重：
本质上是通过__hash__和__eq__来实现对每个元素的hash散列，判断hash值是否一致；一致的话，判断对象是否具有一模一样的方法和属性，如果都一致，则去重；因此，set元素也必须是可hash的；

深入一点去理解set：set本质也是dict，只不过其键值都一样；实现去重其实就是这么个过程：首先对key进行hash，在dict中这一步是为了获取value的索引，这里也一样；如果索引相同，说明要么数据重复了，要么key发生了hash碰撞，这时候就去比较两个key对应的value是否相同，如果也相同，确认是数据重复，则去重（保留最新的那个）；如果数据不同，说明只是在当前hash算法中，两个key刚好发生了hash碰撞（概率相当低），此时不会发生去重；

个人结合其他博主的文章总结的，加入了一些个人理解，不当之处还望指正。

参考文章：
    https://blog.youkuaiyun.com/liuweiyuxiang/article/details/98943272
    https://blog.youkuaiyun.com/answer3lin/article/details/84523332