为什么Python 3.7中的字典不可逆？

Question

从3.7版本开始，标准Python字典保证维护插入顺序。 (*)

d = {'b': 1, 'a': 2}
for k in d: 
    print(k)
# Prints always 'b' before 'a'.

换句话说，字典键以严格的顺序保留。原则上，这将允许键可逆。然而，以下任何操作都不起作用：

# TypeError: 'dict' object is not reversible
for k in reversed(d): 
    print(k)

# TypeError: 'dict_keys' object is not reversible
for k in reversed(d.keys()): 
    print(k)

问题: 这种行为背后的推理是什么？为什么字典不能被反转？是否有计划在将来更改这种行为？

当然，解决方法有效：

for k in reversed(list(d.keys())): 
    print(k)

(*) 实际上，这已经是Python 3.6的典型安装情况，如此帖所述。

---

更新: 从Python 3.8开始，字典确实是可逆的。被接受的答案涉及了Guido和其他核心开发人员之间的讨论，这导致了这个决定。简而言之，他们权衡了语言的一致性、实现的努力和实际用户的收益。

- normanius

Answer 1

根据文档：

reversed(seq)

返回一个反向的迭代器。seq必须是一个对象，它具有__reversed__()方法或支持序列协议（即具有__len__()方法和以0开始的整数参数的__getitem__()方法）。

dict对象并没有实现__reversed__，但它确实实现了后面提到的两个方法。然而，__getitem__方法接受的参数是键，而不是以0开始的整数。

至于为什么这样做，已经在这里进行过建议和讨论。

编辑：

这些引用来自Python-Dev邮件列表（主题“为dict添加__reversed__方法”，于18年5月25日开始），我将从“概念”论点开始，第一个是Antoine Pitrou：

值得注意的是，有序字典（OrderedDict）已经支持了reversed()。 这个论点可以两面说：

1. 现在的dict类似于有序字典，因此也应该支持reversed()；

2. 您可以使用有序字典来明确表示您关心元素的顺序，并支持reversed()。

我的想法是，对于常规字典来说，保证插入顺序是全新的，所以需要一些时间让这个想法在人们的日常思考中定格下来。一旦这种情况发生，可能会出现使用案例，并且__reversed__将在某个时候被添加。实现似乎很简单，预期有限有序集合可逆转并不需要太多概念性的跳跃。

Raymond Hettinger的回复如下:

鉴于字典现在跟踪插入顺序，想要知道最近的插入（即在任务字典中循环遍历最近添加的任务）似乎是合理的。其他可能的用例可能与我们如何使用Unix tail命令相对应。

如果出现这些用例，那么已经支持__reversed__将非常好，这样人们就不会试图使用popitem()调用后跟重新插入的丑陋解决方法了。

邮件列表中表达的主要关注点是，这将在至少一些实现中添加太多膨胀或减少内存效率（必须有双向链表而不是单向链表），以下是Inada Naoki在Python bug tracker (问题33462)中的引用:

“拥有顺序”并不意味着“可逆”。例如，单向链表是有序的，但不可逆。

虽然CPython实现可以提供高效的__reverse__，但添加__reverse__意味着期望所有的Python实现都能提供它。例如，某些Python实现可以使用哈希表+单向链表来实现dict。如果添加了__reverse__，这将不再可能。

回到邮件列表，以下是最后两条消息（均于2018年08月06日发布）。第一条来自Michael Selik：

“我说+1表示同意在v3.8中包含它，这正确吗？”

该线程的最后一个观点是INADA Naoki研究了各种实现，并决定可以在3.8中包含此功能。据我所知，Guido同意INADA的建议，等待MicroPython v3.7的实现。既然INADA改变了想法，我猜这是全部赞成？

最后是Guido van Rossum的消息：

我认为这听起来是正确的。然后我们将拥有两个版本的情况：

- CPython中已实现了保留顺序的3.6，但是在语言规范中； - 3.7中也将其添加到语言规范中。

如其他答案和评论所述，自3.8版本（2018年10月14日）起，reversed()已支持字典和字典视图。

- gstukelj

---

你的第二句话似乎是从那个帖子中有偏见地选择出来的。共识似乎是该功能将在3.8版本中添加。此外，在Python 3.7之前，普通的dict对象没有排序（至少不能从语言上保证），因此reversed也没有意义。 - FlyingTeller

我并没有参与其中，只是引用了他的第一次回应。但你说得对，很有道理 - 我已经删除了这个引用。 - gstukelj

谢谢。Python-dev的讨论线程很有启示性。事实上，这个功能已经在Python 3.8中实现了，而Python 3.8是在两天前（2019年10月14日）发布的。 - normanius

自从Python 3.8版本，reverse()方法可以用于字典。 - Kevin Müller

文档引用并不是很有帮助，它只会引出下一个问题：“那么，为什么字典类型没有实现__reversed__方法呢？”Python开发者的链接有一些有用的内容，但相关部分应该直接在答案中复制（因为这样的外部链接往往会失效）。 - wim

@wim 我保留了原始答案，但我尝试挑选出相关部分进行归档，并将它们添加到答案中。随意编辑问题以添加/删除引用以更好地保留有用的内容。 - gstukelj

Answer 2

自 Python 3.8 开始可以在字典上使用 reverse() 函数以逆序迭代。

使用 reversed() 函数可以按照插入的相反顺序迭代字典和字典视图。(由 Rémi Lapeyre 在 bpo-33462 中贡献。)

- Kevin Müller

Answer 3

Python 3.8 更新说明

在使用 reversed() 方法时，字典（Dict）和字典视图（dictviews）将按照插入的相反顺序进行迭代。

>>> dict = {1: "1", 2: "2", 3: "3"}
>>> reversed(dict)
<dict_reversekeyiterator object at 0x7f72ca795130>

- Гончаров Дмитрий

---

这个回答是否提供了任何新的内容，而不是其他回答、评论或问题本身已经涵盖的内容？ - normanius

@normanius 它有一个简短的可视化代码示例，可能对快速浏览器有帮助。 - jamylak

py3.8 TypeError: 'dict'对象不可逆 - CS QGB