python 对象的哈希值何时计算？为什么 -1 的哈希值不同？

Question

继这个问题之后，我有兴趣知道 python 对象的哈希何时计算？

1. 在实例的 __init__ 时间，
2. 第一次调用 __hash__() 时，
3. 每次调用 __hash__() 时，或者
4. 我可能的任何其他机会失踪了吗？

这可能会根据对象的类型而变化吗？

为什么 hash(-1) == -2 而其他整数等于它们的哈希值？

Answer 1

哈希值通常在每次使用时计算，因为您可以很容易地自行检查（见下文）。
当然，任何特定对象都可以自由缓存其哈希值。例如，CPython 字符串会执行此操作，但元组不会执行此操作（请参阅此拒绝的错误报告了解原因） 。

在 CPython 中，哈希值 -1 表示错误。这是因为C没有异常，所以需要使用返回值。当Python对象的__hash__返回-1时，CPython实际上会默默地将其更改为-2。

亲自看看：

class HashTest(object):
    def __hash__(self):
        print('Yes! __hash__ was called!')
        return -1

hash_test = HashTest()

# All of these will print out 'Yes! __hash__ was called!':

print('__hash__ call #1')
hash_test.__hash__()

print('__hash__ call #2')
hash_test.__hash__()

print('hash call #1')
hash(hash_test)

print('hash call #2')
hash(hash_test)

print('Dict creation')
dct = {hash_test: 0}

print('Dict get')
dct[hash_test]

print('Dict set')
dct[hash_test] = 0

print('__hash__ return value:')
print(hash_test.__hash__())  # prints -1
print('Actual hash value:')
print(hash(hash_test))  # prints -2

Answer 2

来自此处：

哈希值 -1 被保留（它用于标记 C 实现中的错误）。
如果哈希算法生成该值，我们只需使用 -2 即可。

由于整数的哈希值本身就是整数，因此它会立即更改。

Answer 3

很容易看出选项#3 适用于用户定义的对象。如果您改变对象，这允许哈希值发生变化，但如果您曾经使用该对象作为字典键，则必须确保防止哈希值发生变化。

>>> class C:
    def __hash__(self):
        print("__hash__ called")
        return id(self)


>>> inst = C()
>>> hash(inst)
__hash__ called
43795408
>>> hash(inst)
__hash__ called
43795408
>>> d = { inst: 42 }
__hash__ called
>>> d[inst]
__hash__ called

字符串使用选项#2：它们计算一次哈希值并缓存结果。这是安全的，因为字符串是不可变的，因此散列永远不会改变，但如果您子类化 str ，结果可能不是不可变的，因此每次都会再次调用 __hash__ 方法。元组通常被认为是不可变的，因此您可能认为可以缓存哈希，但实际上元组的哈希取决于其内容的哈希，并且可能包含可变值。

对于不相信 str 的子类可以修改哈希值的@max：

>>> class C(str):
    def __init__(self, s):
        self._n = 1
    def __hash__(self):
        return str.__hash__(self) + self._n


>>> x = C('hello')
>>> hash(x)
-717693723
>>> x._n = 2
>>> hash(x)
-717693722