Что может быть ключом в словаре?

1️⃣ Как кратко ответить

Ключом в словаре Python может быть любой неизменяемый объект, такой как строки, числа или кортежи. Неизменяемость необходима для обеспечения хешируемости, что позволяет эффективно искать значения по ключам.

2️⃣ Подробное объяснение темы

В Python словарь (или dict) — это структура данных, которая позволяет хранить пары "ключ-значение". Ключи в словаре должны быть уникальными и неизменяемыми. Это связано с тем, что Python использует хеширование для быстрого доступа к значениям по ключам.

Неизменяемость и хешируемость

Неизменяемость означает, что объект не может быть изменен после его создания. Это свойство важно для ключей словаря, потому что Python использует хеш-функцию для вычисления индекса, по которому будет храниться значение. Если объект изменится, его хеш тоже изменится, и Python не сможет найти значение по старому хешу.

Хешируемость — это способность объекта иметь хеш-значение, которое остается постоянным на протяжении жизни объекта. В Python все неизменяемые объекты хешируемы. Это включает:

• Строки: "ключ1", "ключ2"
• Числа: 1, 2.5
• Кортежи: (1, 2), ("a", "b")

Примеры

Строки как ключи

# Создаем словарь с строками в качестве ключей
my_dict = {
    "name": "Alice",
    "age": 30
}
​
# Доступ к значению по строковому ключу
print(my_dict["name"])  # Вывод: Alice

• "name" и "age" — это строки, которые являются неизменяемыми и хешируемыми, поэтому они могут быть ключами.

Числа как ключи

# Создаем словарь с числами в качестве ключей
my_dict = {
    1: "one",
    2: "two"
}
​
# Доступ к значению по числовому ключу
print(my_dict[1])  # Вывод: one

• 1 и 2 — это числа, которые также неизменяемы и хешируемы.

Кортежи как ключи

# Создаем словарь с кортежами в качестве ключей
my_dict = {
    (1, 2): "point A",
    (3, 4): "point B"
}
​
# Доступ к значению по ключу-кортежу
print(my_dict[(1, 2)])  # Вывод: point A

• (1, 2) и (3, 4) — это кортежи, которые неизменяемы и хешируемы.

Почему изменяемые объекты не могут быть ключами

Изменяемые объекты, такие как списки или словари, не могут быть ключами, потому что их хеш-значение может измениться, если объект изменится. Это нарушает принцип хеширования, который требует, чтобы хеш-значение оставалось постоянным.

Пример ошибки

# Попытка использовать список в качестве ключа
try:
    my_dict = {
        [1, 2]: "list as key"
    }
except TypeError as e:
    print(e)  # Вывод: unhashable type: 'list'

• Ошибка возникает, потому что список [1, 2] изменяем и не может быть хеширован.