Python 如何實作字典以實現高效的資料儲存和檢索？

Python 字典：對其實現的探索

Python 字典是該語言不可或缺的一部分，為開發人員提供了一種有效的儲存方式並管理資料。了解它們的底層實現可以揭示它們的功能和性能特徵。

Python 內建的字典類型的核心是作為雜湊表實現的。此結構利用數學函數（雜湊函數）將字典的鍵映射到表中對應的索引或「槽」。雜湊函數確保每個不同的鍵都有一個唯一的槽，從而防止鍵查找和插入操作期間發生衝突。

在 Python 中，雜湊表被組織為連續的記憶體區塊，其中每個槽包含單一由三個值的元組組成的條目：鍵的雜湊、鍵本身和關聯的值。這允許透過索引進行恆定時間查找，而不管字典的大小。

為了解決當兩個不同的鍵共享相同的雜湊值時發生的雜湊衝突，Python 字典採用開放定址。該技術涉及順序搜尋雜湊表，直到找到空槽，該空槽成為衝突條目的儲存位置。探測過程由偽隨機演算法引導，以確保表中條目的均勻分佈。

Python 雜湊表的初始大小設定為 8 個槽，每當條目數量增加時，就會增加到先前大小的兩倍超過桌子容量的三分之二。此策略透過限制衝突次數並確保快速尋找和插入來幫助保持最佳效能。

總之，Python 內建的字典被實作為具有開放尋址衝突解決方案的雜湊表。這種結構可以透過基於索引的快速查找來有效地儲存和檢索鍵值對。了解實作細節可以深入了解字典效能和優化策略。

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