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python - 键的嵌套字典或元组？

coder 2023-05-26 原文

假设有这样的结构:

{'key1' : { 'key2' : { .... { 'keyn' : 'value' } ... } } }

使用 python，我试图确定两种不同方法的优缺点:

{'key1' : { 'key2' : { .... { 'keyn' : 'value' } ... } } } # A. nested dictionary
{('key1', 'key2', ...., 'keyn') : 'value'} # B. a dictionary with a tuple used like key

那么我很想知道，在以下方面什么是最好的(A 或 B):

  • 内存占用
  • 插入的复杂性(考虑避免碰撞的算法等...)
  • 查找的复杂性

最佳答案

无需赘述(无论如何，这些都是高度依赖于实现的，并且可能会被下一个出现并调整字典实现的天才无效):

  • 对于内存开销:每个对象都有一些开销(例如引用计数和类型；一个空对象是 8 个字节，一个空元组是 28 个字节)，但是哈希表需要存储哈希、键和值，并且通常使用比当前需要避免碰撞。另一方面，元组不能调整大小并且没有冲突，即 N 元组可以简单地分配 N 个指向包含对象的指针并完成。这会导致内存消耗的显着差异。
  • 对于查找和插入的复杂性(两者在这方面是相同的):无论是字符串还是元组，在 CPython 的 dict 实现中都不太可能发生冲突，并且非常有效地解决了。更多的键(因为您通过组合元组中的键来展平键空间)似乎会增加冲突的可能性，更多的键也会导致更多的桶(AFAIK 当前的实现试图将负载因子保持在 2/3 之间)，这反过来又降低了碰撞的可能性。此外，您不需要更多的散列(嗯，一个函数调用和一些 C 级的元组散列异或，但这可以忽略不计)来获得一个值。

你看，性能上应该没有任何明显的差异，尽管有一些内存差异。不过，我认为后者不会引人注目。一个元素的 dict 是 140 个字节，一个十元素的元组也是 140 个字节(根据 Python 3.2 sys.getsizeof)。因此，即使使用(已经不切实际，说我的直觉)十级嵌套，你也会有略多于 1 kB 的差异 - 如果嵌套的 dicts 有多个项目(取决于确切的负载因子)，可能会更少。对于在内存中拥有数百个此类数据结构的数据处理应用程序而言，这太过分了，但大多数对象的创建频率并不高。

您应该简单地问自己哪种模型更适合您的问题。考虑使用键元组需要您同时拥有一个值的所有键，而使用嵌套字典则可以逐步到达那里。

关于python - 键的嵌套字典或元组？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/7147785/

python键的39section的optimizationdictionary

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