Какова связь между хеш-функциями и изменяемыми/неизменяемыми объектами?

Объекты в Python делятся на изменяемые (mutable) и неизменяемые (immutable). Связь с хеш-функциями заключается в том, что только неизменяемые объекты являются хешируемыми (hashable) и, следовательно, могут быть использованы в качестве ключей словаря или элементов множества.

• Неизменяемые объекты: строка (str), кортеж (tuple), число (int, float, bool), NoneType и т.д. Их значение не может быть изменено после создания. Python вычисляет хеш-значение для таких объектов один раз.
• Изменяемые объекты: список (list), словарь (dict), множество (set) и т.д. Их значение может быть изменено после создания. Если бы изменяемые объекты были хешируемыми, их хеш-значение могло бы измениться после добавления в словарь или множество, что нарушило бы работу структур данных, основанных на хеш-таблицах.

Связь проявляется при использовании словарей и множеств:

• Словари (dictionaries): Используют хеш-таблицу для быстрого доступа к значениям по ключу. Ключи словаря должны быть хешируемыми.
• Множества (sets): Также используют хеш-таблицу для хранения уникальных элементов. Элементы множества должны быть хешируемыми.

# Это работает, так как кортеж - неизменяемый объект
my_dict = {(1, 2): 'hello'}
my_set = {(1, 2)}

# Это вызовет ошибку TypeError, так как список - изменяемый объект
# my_dict = {[1, 2]: 'hello'}
# my_set = {[1, 2]}

# TypeError: unhashable type: 'list'