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python 里 SET 的元素序列到底是什么排序HASH GAME - Online Skill Game原理啊?

发布时间:2026-01-07 11:16:52  点击量:

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python 里 SET 的元素序列到底是什么排序HASH GAME - Online Skill Game原理啊?

  这天晚上在楼下遛弯又碰到了楼上的李大爷,我见大爷正嗫嚅着说着什么,声音又小,就走近了点,只听他说:人生可不像进程可以随意重启,人生也没有办法选择前缀和后缀。

  大爷:沙特阿噗!你看啊,我们之前不是了解过为什么字典那么快吗?后来我又去深入了解了一下,你知道为什么 set 和 dict 是无序的吗?

  大爷:简单来说哈希算法将可散列的输入转换为一个 int,并存储在事先分配好的空间中对应下标的位置。比如我们需要一个包含 apple,orange,banana 的 set,然后再打印下来,会发现与我们输入的顺序并不一致。

  大爷:这种现象其实很容易解释,因为set 对每一个字符串都进行了一次哈希,计算出来的哈希值是按照 banana,orange,apple 进行排序的,因此打印这个 set 时,也是对这个哈希表进行了一次扫描,按照 banana,orange 和 apple 的顺序依次扫描到,所以打印出来就与原来的输入顺序不同了。

  大爷伸出一根手指堵住我的嘴:后来我发现一个问题,你看,但当我们结束这个进程,并重启它,会发现打印出来的顺序与之前的并不一样:

  我想了一下,由于在打印时两个进程都是从它们计算得到的哈希表中扫描来输出的,是不是说明两个进程对输入计算的哈希值不一样呢?我们可以使用内置的 hash() 函数进行验证:

  看起来不同进程下,即使相同的输入,计算得到的哈希值确实不一样,这很奇怪,因为哈希函数需要满足:

  后来我又查了查,原来从 python3 开始,为了安全性的要求,在哈希字符串的时候,都会在其前面和后面加上一个 prefix(前缀) 和 suffix(后缀),而 prefix 和 suffix 是在启动进程的时候随机生成的,因此不同进程中,即使是相同的字符串输入,其哈希值也是不同的。

  大爷:当然是有的,第一种方法是修改环境变量 PYTHONHASHSEED,如果 PYTHONHASHSEED 为空或者 random 则代表每次启动随机从 0 - 4294967295 中选择前后缀,我们可以将其设置为0即可。

  第二种方法就是放弃使用内置函数 hash(),而使用 hashlib 包中的哈希算法。

  大爷:关系大了,在 python 里我们可以通过调整环境变量的方式让每个进程的前后缀都相同,但你想想,每个人的人生都是一个进程,可世界上并没有一个环境变量能够让每个人在出生时都拥有相同的家境,也没有办法让他们在死后都留下相同的贡献,有人的前缀保证了他们一生衣食无忧,有人的后缀让他们流芳千古,也有人的前缀让他们一世痛苦,也有人的后缀让他们遗臭万年。

  大爷说到这里,我看到他的双眼烟雾缭绕,深邃如渊,心中不禁感叹,大爷还是我大爷。

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  python中的“无序”set是和其他用平衡二叉树实现的set(如c++中用红黑树实现的set和python中的orderedset)相对而言的。

  基于平衡二叉树的set存取操作都是O(lgn)的时间,但是由于二叉搜索树的特点,可以很轻松的找到任意节点的前驱和后继节点,所以算是“有序”的。

  而python中的set基于哈希表实现,存取时间可看做O(1),但是没有办法高效的完成顺序相关的操作(比如找前驱后继,最大最小值等等),所以认为是“无序”的。

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