为什么嵌套字典可以，但禁止嵌套集？

Question

为什么在 Python 中允许嵌套字典，而不允许嵌套集？

可以嵌套字典并即时更改子字典，如下所示：

In [1]: dict1 = {'x':{'a':1, 'b':2}, 'y':{'c':3}}
In [2]: dict2 = {'x':{'a':1, 'b':2}, 'y':{'c':3}}
In [3]: dict1 == dict2
Out[3]: True
In [4]: dict2['x'] = {'d':4}
In [5]: dict1 == dict2
Out[5]: False

另一方面，如果您尝试将一个集合放在一个集合中，您会收到一条错误消息，提示无法完成，因为集合是 "unhashable type":

In [6]: set([set(['a'])])
---------------------------------------------------------------------------
TypeError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-8-8e7d044eec15> in <module>()
----> 1 set([set(['a'])])

TypeError: unhashable type: 'set'

但这没有意义，因为字典也是不可散列的，

In [7]: hash({'a':1})
---------------------------------------------------------------------------
TypeError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-11-44def9788331> in <module>()
----> 1 hash({'a':1})

TypeError: unhashable type: 'dict'

当然可以把frozenset放在一个set里面，

In [8]: set([frozenset(['a'])])
Out[8]: {frozenset({'a'})}

但是您以后不能像对嵌套字典那样更改嵌套 frozenset 的内部结构。

根据我的发现，set and dict 都是在后台使用哈希表实现的，所以我不明白为什么在一种情况下允许它，而在另一种情况下不允许。

Answer 1

由于元素的散列在其生命周期内必须是唯一的，以便有意义地存储在散列 table 中，set（以及 list）可以如您所见，成为 set 的成员。但是，在 dict 中，被散列的对象是 key，而不是值。因此这是合法的：

{'x': {1, 2, 3}}  #  a string is hashable

这不是：

{{1, 2, 3}: 'x'}

---------------------------------------------------------------------------
TypeError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-1-1cd059738afd> in <module>()
----> 1 {{1, 2, 3}: 'x'}
TypeError: unhashable type: 'set'

其他不可散列的类型也是如此（例如 list 和 dict）。

Answer 2

问题是你的例子不一样。字典的 values 没有限制，只有 keys。这是一个更准确的比较：

>>> d = {{'a': 'b'}: 'c'}

Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#8>", line 1, in <module>
    d = {{'a': 'b'}: 'c'}
TypeError: unhashable type: 'dict'
>>> s = {{'a': 'b'}, 'c'}

Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#9>", line 1, in <module>
    s = {{'a': 'b'}, 'c'}
TypeError: unhashable type: 'dict'

请注意，现在您得到了与预期相同的行为；您可以将 set 视为仅键 dict。

您不能将 mutable/unhashable 对象用作字典中的键或集合中的元素，因为如果就地更改它，它将变得不可恢复（Python 匹配 __eq__ 和 __hash__，这就是为什么必须实现这些方法才能将自定义 class 用作 key/element）。有关更多信息，请参见例如Why should dictionary keys be immutable?（语言不同，原理相同，都是哈希表）

如果您对这个话题感兴趣，您也可以考虑观看 The Mighty Dictionary。

为什么嵌套字典可以，但禁止嵌套集？

Why are nested dictionaries OK but nested sets forbidden?

python

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set

hashtable