Python 3.6 字典實作如何提高記憶體使用並保留插入順序？

Python 3.6：字典保留插入順序

從Python 3.6 開始，CPython 實作中的字典表現出插入順序，這與先前的插入順序，這與先前的版本有很大不同。此功能現已成為 Python 3.7 中保證的語言功能。

改進的記憶體使用和效能

與之前相比，新的字典實現顯著減少了 20-25% 的記憶體使用Python 3.5。此改進源自於實作中使用單獨的陣列：

• dk_entries: 依插入順序儲存項目 (PyDictKeyEntry)。
• dk_indices: 在dk_entries 中儲存條目的索引，充當散列table.

之前需要分配PyDictKeyEntry類型的稀疏數組，出於性能考慮導致數組，出於性能考慮空間浪費。新方法僅分配必要的條目，並採用 intX_t 類型的稀疏數組，這會消耗更少的記憶體。

使用的資料結構

最初，字典儲存為 [ keyhash, key, value] 位於稀疏數組中，其中空白條目以「--」表示。新方法將資料組織為：

• 索引： [None, 1, None, None, None, 0, None, 2]

• 條目： [[-9092791511155847987, 'timmy', 'red'],

          [-8522787127447073495, 'barry', 'green'],
          [-6480567542315338377, 'guido', 'blue']]
  

這個修改後的結構顯著減少了記憶體開銷。

插入的好處排序

雖然新的字典實現主要關注內存優化，但插入排序功能具有方便的應用：

• 保留物件加入到物件的順序字典。
• 自訂字典的顯示或迭代順序

需要注意的是，在不同的 Python 實作或未來的語言版本中，不能保證插入順序。然而，在 Python 3.7 及更高版本中，這是一個值得您信賴的有保證的功能。

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