Python3.6中的集合是否像字典一样有序？

Question

由于 Python 3.6 中 dict 实现的改变，它现在默认会保持顺序。那么现在 set 也能保持顺序吗？

我没有找到相关信息，但由于这两种数据结构在底层工作方式上非常相似，我认为可能是这样。

我知道并不是所有情况下都可以保证 dict 有序，但大部分情况下是有序的。正如 Python 文档中所述：

这种新实现中保留顺序的方面被认为是实现细节，不应该依赖它

- Quba

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@byxor 你不应该依赖于随机顺序，集合是任意排序的，但由于哈希而远非随机。 - Chris_Rands

如果您对为什么集合不是插入有序的感兴趣，请参阅为什么Python集合不保留插入顺序？。 - wim

Answer 1

不，set仍然是无序的。

您可以通过显示应具有“良好定义的哈希顺序”¹的set来验证这一点，以确保我们不会意外地得到一个看起来有序但实际上并非如此的set：

>>> a_set = {3,2,1}
>>> a_set
{1, 2, 3}
>>> list(a_set)
[1, 2, 3]

如果被排序，你可以期望这些例子的结果是{3, 2, 1}和[3, 2, 1]。

尽管字典实际上是有序的（同样的例子只是稍作修改）:

>>> a_dict = {3: 3, 2: 2, 1:1}
>>> a_dict
{3: 3, 2: 2, 1: 1}
>>> list(a_dict)
[3, 2, 1]

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¹“良好定义的哈希顺序”：

对于满足0 <= integer < sys.hash_info.modulus的整数，其哈希值就是该数字本身。这意味着如果基于哈希（而不是插入时间）对集合进行排序，并且哈希值不冲突（这就是我使用小数字和仅相差一的数字的原因），那么顺序应该是确定性的，因为它们占据了集合内彼此相邻的插槽：

• 要么从最小到最大
• 或者从特定值到最高值，然后从最小值到特定值。如果集合中下一个（即相邻的）空插槽是第一个插槽，则会出现这种情况。

以下是后一种情况的示例：

>>> a_set = {6,7,8,9}
>>> a_set
{8, 9, 6, 7}

- MSeifert

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负数的 int 也会哈希到它们自己（除了 -1），尽管我不确定确切的下限是什么。 - Chris_Rands

@Chris_Rands 是的，但由于 -1 和 -2 都会哈希到 -2，所以发生了冲突。 :) - MSeifert

是的，-1 的行为是这样的，因为它是 C 语言中的错误代码；我相信边界是(sys.maxsize // 4) - 1，至少这是 Martijn Pieters 之前告诉我的。 - Chris_Rands

知道这点很好。但是如果想在hash期间捕获错误，这是有意义的。我还发现了最大值。它是sys.hash_info.modulus。 :) - MSeifert

Answer 2

set在Python 3.6中没有顺序，即使作为CPython实现的细节也是如此。一个简单的示例说明了这一点：

>>> import string
>>> string.digits
'0123456789'
>>> set(string.digits)
{'7', '0', '2', '8', '6', '9', '1', '5', '4', '3'}

Python 3 文档 明确指出：

集合是一个无序的、不含重复元素的集合。

- Chris_Rands

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但是dict的文档也说：“最好将字典视为一组无序的键值对，其中要求键是唯一的（在一个字典中）。“（来源）。这只是语言规范，实现可能是有序的... - MSeifert

@MSeifert，“最好考虑”是我认为的关键措辞，对于“set”文档没有这样的警告。 - Chris_Rands

我认为那只是“花哨的东西”（或者包含在PyPy中已经有一个有序字典的时间内）。但是，就像我说的那样，那只是语言规范。这并不意味着实现可以按顺序实现它（例如使用桶或类似方法）。 - MSeifert

注释已经过时了，文档中该部分的“unordered”一词现已删除。 - wim

我认为Python 3.6文档中的措辞是相同的。请参阅https://docs.python.org/3.6/tutorial/datastructures.html#dictionaries。 - Chris_Rands

这是有道理的，因为字典排序直到3.7才被正式认可。 - wim