Python面向对象编程第13篇 特殊方法之__hash__

Posted 2022-04-05 不剪发的Tony老师

本篇介绍 Python hash() 函数，以及如何覆盖自定义类中的 __hash__ 方法。

hash() 函数简介

以下是一个简单的 Person 类，包含 name 和 age 两个属性：

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

我们创建两个 Person 类的实例：

p1 = Person('John', 22)
p2 = Person('Jane', 22)

然后打印 p1 和 p2 的哈希值：

print(hash(p1))
print(hash(p2))

输出结果如下：

182520477297
182520477303

hash() 函数接受一个对象作为参数，返回一个整数形式的哈希值。当我们将对象传递给 hash() 函数时，Python 会执行该对象的 __hash__ 方法。以下示例将 p1 传递给 hash() 函数：

hash(p1)

Python 会调用 p1 对象的 __hash__ 方法：

p1.__hash__()

默认情况下，__hash__ 方法返回对象的标识符，而 __eq__ 方法在两个对象相同时返回 True。如果想要覆盖这个默认行为，我们可以实现 __hash__ 方法和 __eq__ 方法。

覆盖 __hash__ 方法

如果一个类覆盖了 __eq__ 方法，该类的对象就会变成不可哈希（unhashable）对象。也就是说，我们无法在映射类型中使用这些对象。例如，它们不能作为字典的键或集合中的元素。

下面的示例为 Person 类实现了 __eq__ 方法：

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def __eq__(self, other):
        return isinstance(other, Person) and self.age == other.age

如果我们在集合中使用 Person 对象，将会返回错误，例如：

members = 
    Person('John', 22),
    Person('Jane', 22)

TypeError: unhashable type: 'Person'

另外，Person 对象失去了哈希功能，因为我们实现了 __eq__ 方法，__hash__ 方法被设置为 None。例如：

hash(Person('John', 22))
TypeError: unhashable type: 'Person'

为了使得 Person 类可哈希，我们还需要实现 __hash__ 方法：

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def __eq__(self, other):
        return isinstance(other, Person) and self.age == other.age

    def __hash__(self):
        return hash(self.age)

现在，Person 类既支持基于 age 的等值比较，又具有哈希功能。

为了使得 Person 能够正常用于字典这种数据结构，类的哈希值必须具有不可变性。为此，我们可以将 age 定义为只读属性：

class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self._age = age

    @property
    def age(self):
        return self._age

    def __eq__(self, other):
        return isinstance(other, Person) and self.age == other.age

    def __hash__(self):
        return hash(self.age)

总结

• 默认情况下，__hash__ 方法返回对象的 ID，__eq__ 方法使用 is 操作符进行比较。
• 如果实现了 __eq__ 方法，Python 会将 __hash__ 方法设置为 None，除非实现了自定义的 __hash__ 方法。