深入理解Python中的__hash__方法（小白也能掌握的可哈希对象实现指南）

__hash__ 方法的作用

当你在自定义类中定义 __hash__ 方法时，你就告诉Python：“这个类的实例是可以被哈希的”。但要注意：如果两个对象相等（即 __eq__ 返回 True），它们的哈希值必须相同。这是实现 __hash__ 的黄金法则。

如何正确实现 __hash__ 方法？

假设我们要创建一个表示二维坐标的点类 Point，并希望它能作为字典的键：

class Point:    def __init__(self, x, y):        self.x = x        self.y = y    def __eq__(self, other):        if not isinstance(other, Point):            return False        return self.x == other.x and self.y == other.y    def __hash__(self):        # 基于不可变属性计算哈希值        return hash((self.x, self.y))    def __repr__(self):        return f"Point({self.x}, {self.y})"# 测试p1 = Point(1, 2)p2 = Point(1, 2)print(p1 == p2)        # Trueprint(hash(p1) == hash(p2))  # True# 可以作为字典的键d = {p1: "origin"}print(d[p2])           # 输出: origin

在这个例子中，我们通过将 x 和 y 组合成一个元组来计算哈希值。因为元组是不可变的，所以它是可哈希的。

什么时候不应该实现 __hash__？

如果你的类包含可变状态（比如列表、字典等属性），并且这些状态会影响对象的相等性，那么不要实现 __hash__。否则会导致不可预测的行为。

class BadPoint:    def __init__(self, coords):        self.coords = coords  # coords 是一个列表，可变！    def __eq__(self, other):        return self.coords == other.coords    def __hash__(self):        # 错误！coords 是可变的        return hash(tuple(self.coords))# 危险操作bp = BadPoint([1, 2])s = {bp}bp.coords[0] = 999  # 修改了对象状态# 此时 bp 的哈希值已变，但集合 s 中仍保留旧哈希值，导致逻辑混乱！

对于这类可变对象，正确的做法是__hash__，或者显式地将其设为 None：

class MutablePoint:    def __init__(self, x, y):        self.x = x        self.y = y    __hash__ = None  # 明确表示不可哈希

总结与最佳实践

• 只有当对象是不可变的或其相等性不依赖于可变状态时，才实现 __hash__。
• 如果实现了 __eq__，通常也需要实现 __hash__（除非对象不可哈希）。
• 相等的对象必须有相同的哈希值。
• 使用 hash((attr1, attr2, ...)) 是一种常见且安全的实现方式。

掌握Python哈希函数和可哈希对象的概念，不仅能让你写出更健壮的代码，还能深入理解Python底层数据结构（如 dict 和 set）的工作原理。希望这篇关于自定义类哈希的教程对你有所帮助！