散列表
Python 用散列表來實現 dict。散列表其實是一個稀疏數組（總是有空白元素的數組稱為稀疏數組）。在一般書中，散列表里的單元通常叫做表元（bucket）。在 dict 的散列表當中，每個鍵值對都占用一個表元，每個表元都有兩個部分，一個是對鍵的引用，一個是對值的引用。因為每個表元的大小一致，所以可以通過偏移量來讀取某個表元。
Python 會設法保證大概還有三分之一的表元是空的，當快要達到這個閥值的時候，會進行擴容，將原散列表復制到一個更大的散列表里。
如果要把一個對象放入到散列表里，就先要計算這個元素鍵的散列值。這就要求鍵（key）必須是可散列的。
一個可散列的對象必須滿足以下條件：
- 支持
hash()函數，並且通過hash()方法所得到的散列值是不變的。 - 支持通過
eq()方法來檢測相等性。 - 若
a == b為真，則hash(a) == hash(b)也為真。
散列表的算法：
為了獲取鍵 search_key 所對應的值 search_value，Python 會首先調用 hash(search_key) 計算 search_key 的散列值，把這個值最低的幾位數字當作偏移量，在散列表里查找表元（具體取幾位，得看當前散列表的大小）。若找到的表元是空的，則拋出 KeyError 異常；若不為空，則表元里會有一對 found_key:found_value，檢驗 search_key 和 found_key 是否相等，若相等，則返回 found_value。若不相等，這種情況稱為散列沖突。
為了解決散列沖突，算法會在散列值中另外再取幾位，然后用特殊的方法處理一下，把得到的新數值作為偏移量在散列表中查找表元，若找到的表元是空的，則同樣拋出 KeyError 異常；若非空，則比較鍵是否一致，一致則返回對應的值；若又發現散列沖突，則重復以上步驟。
添加新元素跟上面的過程幾乎一樣，只不過在發現空表元的時候會放入這個新元素，不為空則為散列沖突，繼續查找。
為什么字典是無序的
當往 dict 里添加新元素並且發生了散列沖突的時候，新元素可能會被安排存放到另一個位置。於是就會發生下面的情況：dict([key1, value1], [key2, value2]) 和 dict([key2, value2], [key1, value1]) 兩個字典，在進行比較的時候是相等的，但如果 key1 和 key2 散列沖突，則這兩個鍵在字典里的順序是不一樣的（因為添加的順序不一樣，先添加的先占據第一次散列值的位置，后添加的）。
無論何時，往 dict 里添加新的鍵，Python 解析器都可能做出為字典擴容的決定。擴容導致的結果就是要新建一個更大的散列表，並把字典里已有的元素添加到新的散列表里。這個過程中可能發生新的散列沖突，導致新散列表中鍵的次序變化。
如果在迭代一個字典的同時往里面添加新的鍵，會發生什么？不湊巧擴容了，不湊巧鍵的次序變了，然后就 orz 了。
總結
散列表是一個在時間和空間上做出權衡的經典例子。如果沒有空間（內存）的限制，那么可以直接將鍵作為數組的索引。那么所有的查找時間復雜度為 O(1)；如果沒有時間的限制，那么可以直接用數組，這樣只需要很少的內存。