为什么字典排序是不确定的？

Question

我最近从 Python 2.7 切换到 Python 3.3，看起来虽然在 Python 2 中字典键的顺序是任意但一致的，但在 Python 3 中，字典键的顺序是通过例如vars() 似乎是不确定的。

如果我跑：

class Test(object): pass
parameters = vars(Test)
print(list(parameters.keys()))

在 Python 2.7 和 Python 3.3 中，则：

• Python 2.7 始终如一地给我

  ['__dict__', '__module__', '__weakref__', '__doc__']
  

• 使用 Python 3.3，我可以得到任何随机顺序——例如：

  ['__weakref__', '__module__', '__qualname__', '__doc__', '__dict__']
  ['__doc__', '__dict__', '__qualname__', '__module__', '__weakref__']
  ['__dict__', '__module__', '__qualname__', '__weakref__', '__doc__']
  ['__weakref__', '__doc__', '__qualname__', '__dict__', '__module__']
  

这种不确定性从何而来？为什么是这样的

list({str(i): i for i in range(10)}.keys())

…在运行之间保持一致，总是给予

['3', '2', '1', '0', '7', '6', '5', '4', '9', '8']

…?

Answer 1

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更新：在 Python 3.6 中，dict 有一个 new implementation，它保留了插入顺序。从 Python 3.7 开始，这种保序行为是 guaranteed：

dict 对象 has been declared 的插入顺序保留性质成为 Python 语言规范的正式部分。

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这是 2012 年 security fix 的结果，在 Python 3.3 中是 enabled by default（向下滚动到“安全性改进”）。

来自公告：

哈希随机化导致dicts和sets的迭代顺序为 不可预测并且在 Python 运行中有所不同。 Python从来没有保证 字典或集合中键的迭代顺序，建议应用程序永远不要 依靠它。从历史上看，dict 迭代顺序并没有经常改变 发布并在连续执行之间始终保持一致 Python。因此，一些现有的应用程序可能依赖于 dict 或 set 排序。 因为这个以及许多不接受的 Python 应用程序的事实 在所有稳定的 Python 版本中，不受信任的输入都不容易受到这种攻击 这里提到，HASH RANDOMIZATION 是默认禁用的。

如上所述，最后一个大写的位在 Python 3.3 中不再适用。

另请参阅： object.__hash__() documentation（“注意”侧边栏）。

如果绝对必要，您可以通过将PYTHONHASHSEED 环境变量设置为0，在受此行为影响的 Python 版本中禁用哈希随机化。

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你的反例：

list({str(i): i for i in range(10)}.keys())

... not 实际上在 Python 3.3 中总是给出相同的结果，尽管不同排序的数量是有限的due to 处理哈希冲突的方式：

$ for x in {0..999}
> do
>   python3.3 -c "print(list({str(i): i for i in range(10)}.keys()))"
> done | sort | uniq -c
     61 ['0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9']
     73 ['1', '0', '3', '2', '5', '4', '7', '6', '9', '8']
     62 ['2', '3', '0', '1', '6', '7', '4', '5', '8', '9']
     59 ['3', '2', '1', '0', '7', '6', '5', '4', '9', '8']
     58 ['4', '5', '6', '7', '0', '1', '2', '3', '8', '9']
     55 ['5', '4', '7', '6', '1', '0', '3', '2', '9', '8']
     62 ['6', '7', '4', '5', '2', '3', '0', '1', '8', '9']
     63 ['7', '6', '5', '4', '3', '2', '1', '0', '9', '8']
     60 ['8', '9', '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7']
     66 ['8', '9', '2', '3', '0', '1', '6', '7', '4', '5']
     65 ['8', '9', '4', '5', '6', '7', '0', '1', '2', '3']
     53 ['8', '9', '6', '7', '4', '5', '2', '3', '0', '1']
     62 ['9', '8', '1', '0', '3', '2', '5', '4', '7', '6']
     52 ['9', '8', '3', '2', '1', '0', '7', '6', '5', '4']
     73 ['9', '8', '5', '4', '7', '6', '1', '0', '3', '2']
     76 ['9', '8', '7', '6', '5', '4', '3', '2', '1', '0']

如本答案开头所述，Python 3.6 不再是这种情况：

$ for x in {0..999}
> do
>   python3.6 -c "print(list({str(i): i for i in range(10)}.keys()))"
> done | sort | uniq -c
   1000 ['0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9']

Answer 2

请注意，Python 3.7 仍然有非确定性集合。 dicts 保留插入顺序，但集合不保留。集合可以表现出相同的随机行为。

python3 -c "print({str(i) for i in range(9)})"

从一次运行到下一次运行仍然给出不同的结果。