Как Python определяет уникальность объекта для ключей словаря

Что проверяют

Понимаете ли вы, что уникальность определяется парой методов, а не одним хешем.

Как отвечать

Словарь работает в два шага. Сначала считается hash(key), и по нему выбирается ячейка. Затем среди кандидатов в этой ячейке ключи сравниваются через __eq__. Уникальность определяется именно результатом сравнения, а хеш нужен, чтобы быстро сузить круг кандидатов.

Отсюда контракт: равные объекты обязаны иметь равный хеш, а хеш не должен меняться, пока объект используется как ключ. Обратное не требуется: разные объекты могут иметь одинаковый хеш, это обычная коллизия, и она разрешается сравнением.

Практические следствия:

• по умолчанию у пользовательского класса хеш считается по идентичности объекта, а равенство сравнивает ссылки. Поэтому два экземпляра с одинаковыми полями будут разными ключами;
• определив только __eq__, вы получите объект, который вообще нельзя положить в словарь: Python выставляет __hash__ в None;
• определив только __hash__, получите объект-ключ, который не находится по логически равному значению;
• изменение поля, участвующего в хеше, «теряет» запись в словаре: она остаётся в старой ячейке;
• встроенные неизменяемые типы (числа, строки, кортежи, frozenset) хешируемы; списки, словари и множества нет;
• у чисел разных типов с одним значением хеш совпадает, поэтому d[1] и d[1.0] это один и тот же ключ.

Самый простой способ получить корректную пару методов это @dataclass(frozen=True).

Где спотыкаются

Считают, что достаточно совпадения хешей.

Кладут в словарь изменяемые объекты и меняют их поля.

Не знают, что True и 1 это один ключ, и удивляются потерянному значению.