关于python中元组、字典的可变性。

Question

对可变对象的疑虑点，请各位大佬指点迷津，多谢！

问题描述：

1. 元组tuple的元素只能容纳不可变对象，且其中的元素可以是列表list，因为实际存放的是列表(可变对象)的地址，只要这个可变列表的地址不变，就算列表中的元素变化了，也不能说是元组元素的变动。
2. 字典dict的key不能是可变元素，因为需要用key去hash取值。如果此时key为列表(可变对象)，则字典会报错：TypeError: unhashable type: 'list'。

那么问题来了：
同样是可变元素list，为什么在元组tuple里面作为元素值是合法的、是取地址的、是不可变的，但是在字典dict里面作为key的值就是非法的、是取值的、是可变的。

这样的设计，感觉不符合使用上的一致性或直观的理解性吧，因为规则不一致。

Answer 1

你想当然地对“不可变序列”这个词语产生了误解。
首先我们要理解，何为“不可变对象”。

objects whose value is unchangeable once they are created are called immutable.
翻译过来，如果一个对象的value不可改变，那么该对象就是“不可变”的。

然后我们思考下，序列的value是什么东西。

Some objects contain references to other objects; these are called containers. Examples of containers are tuples, lists and dictionaries. The references are part of a container's value.
翻译过来，序列/容器的value就是该序列中的“元素的id”。是元素的id，而不是元素的value，懂了吗？还不懂就看python官方手册的《Data model》章节。

>>> foo=([1,2], [3,4]) #包含可变对象的【不可变序列】
>>> [id(i) for i in foo] #之中所有元素的id，就是【不可变序列】的value
[1747679411912, 1747679411848]
>>> foo[0][0]=5 #修改【不可变序列】的元素的value，而非修改【不可变序列】的value
>>> foo
([5, 2], [3, 4])
>>> [id(i) for i in foo] #【不可变序列】的value没有改变
[1747679411912, 1747679411848]

Answer 2

能否hash根据这些元素的散列函数计算的，而不是内容（值）。

在Python的文档词汇表中查看此段落。

某些东西是否可以散列，以及它是如何散列的，取决于其.__hash__()方法的实现。Python本身并不知道对象的可变性。

具体而言， tuple恰好基于其元素散列自身，而list根本没有散列函数 - .__hash__() 方法没有被实现（并且有充分的理由）。这就是为什么如果tuple里包含有list类型的元素， 则tuple 是不能哈希的。

Python 文档：

默认情况下，用户定义的类具有__eq__()和__hash__()方法;
比较时，所有对象都比较是否相等（除了它们自己）， 如x.__hash__()能返回一个适当的值，这时，x == y意味着 x is y 且 hash(x) == hash(y)。

这也是为什么你不必为你的类定义.__hash__() - 在这种情况下Python自动为你定义。但默认实现并不会将实例字段值考虑进去。这就是为什么您可以更改对象内部的值而不更改其哈希值的原因。

自定义类的哈希函数的默认（CPython）实现依赖于一个对象　id()，而不依赖于它内部的值。它是一个实现细节，但它在Python版本之间有所不同。在Python的更新版本中，hash()和id()之间的关系涉及一些随机化。

但是它实际上如何散列呢？

虽然细节非常复杂并且可能涉及一些高级数学，但是元组对象的散列函数的实现是用C语言编写的，可以在这里看到（参见static Py_hash_t tuplehash(PyTupleObject *v)。

计算涉及使用每个元组元素的哈希对一​​个常量进行异或运算。负责元素散列的行是这样的：

 y = PyObject_Hash(*p++);

所以对特定的数据结构来说，有一大波XOR操作加在数据结构的每个元素的来进行哈希。是否使用这些元素的内容取决于它们的特定散列函数。

编译自：
https://stackoverflow.com/que...

Answer 3

dict 的 key 必须要是能够 hash 的
元组是一组值的序列。 其中的值可以是任意类型， 使用整数索引，

s = ([1,2],[2]) # 有list 存在不能够hash
print(type(s))
print(hash(s))
s2 = list(1,2)
print(hash(s2)) #