Каким образом реализовано хранение данных внутри структуры хеш-таблицы?

В Python хеш-таблица реализована через структуру данных, называемую словарём (dict). Внутри словаря данные хранятся в виде массива бакетов (корзин), куда помещаются пары ключ-значение.

Каждый ключ преобразуется в хеш с помощью встроенной функции hash(). Полученный хеш используется для определения индекса бакета, куда будет помещена пара. Если в бакете уже есть элементы (коллизия), используется метод цепочек (linked list) или открытая адресация для разрешения коллизий.

Начиная с Python 3.6, словари сохраняют порядок вставки элементов, что достигается за счёт дополнительной структуры, но основа — это хеш-таблица.

Пример:

my_dict = {}
my_dict['apple'] = 5
my_dict['banana'] = 3

print(my_dict['apple'])  # 5

Здесь ключи 'apple' и 'banana' хешируются, и пары хранятся в соответствующих бакетах для быстрого доступа.