如何使用结构模式匹配检测可散列类型？

Question

使用结构模式匹配，如何编写匹配可散列类型实例的案例？

我试过了：

for obj in [], (), set(), frozenset(), 10, None, dict():
    match obj:
        case object(__hash__=_):
            print('Hashable type:  ', type(obj))
        case _:
            print('Unhashable type: ', type(obj))

但是，这得到了错误的答案，因为每种类型都定义了 __hash__ 是否可散列：

Hashable type:   <class 'list'>
Hashable type:   <class 'tuple'>
Hashable type:   <class 'set'>
Hashable type:   <class 'frozenset'>
Hashable type:   <class 'int'>
Hashable type:   <class 'NoneType'>
Hashable type:   <class 'dict'>

Answer 1

Raymond Hettinger 的答案在有限的情况下有效，但它在 list（类型对象本身）这样的输入上失败，即使 list.__hash__ is None 也是可散列的，而像 ([1, 2], [3, 4]) 这样的输入是不可散列的，即使 @987654324 @。

检测对象是否可散列的最可靠方法总是尝试散列它。如果你想在match 语句中这样做，最简单的方法是编写一个守卫：

def hashable(x):
    try:
        hash(x)
    except TypeError:
        return False
    else:
        return True

match x:
    case _ if hashable(x):
        ...
    ...

这只是直接调用hash(x)并查看它是否有效，而不是尝试执行结构检查。

如果需要哈希，又想避免重复计算，可以保存hash(x)结果：

def try_hash(x):
    try:
        return hash(x)
    except TypeError:
        return None

match x:
    case _ if (x_hash := try_hash(x)) is not None:
        ...
    ...

Answer 2

解决方案

collections.abc 中的Hashable 抽象基类可以识别使用isinstance(obj, Hashable) 或issubclass(cls, Hashable) 等测试实现散列的类型。

根据PEP 622，对于class pattern，“匹配是否成功由等效的isinstance调用决定。”

所以，你可以直接在类模式中使用Hashable：

from collections.abc import Hashable

for obj in [], (), set(), frozenset(), 10, None, dict():
    match obj:
        case Hashable():
            print('Hashable type:  ', type(obj))
        case _:
            print('Unhashable type:', type(obj))

这会产生所需的答案：

Unhashable type: <class 'list'>
Hashable type:   <class 'tuple'>
Unhashable type: <class 'set'>
Hashable type:   <class 'frozenset'>
Hashable type:   <class 'int'>
Hashable type:   <class 'NoneType'>
Unhashable type: <class 'dict'>

对 hash() 的调用可能仍然失败或无用

Hashable 只处理最外层对象的类型。它在“对象的类型实现散列”的意义上报告散列性，这就是我们通常所说的“元组是可散列的”的意思。这也是抽象基类和静态类型使用的相同含义。

虽然Hashable检测了一个类型是否实现_hash_，但它无法知道散列实际上做了什么，是否会成功，或者是否会给出一致的结果。

例如，对于float('NaN')，散列会给出不一致的结果。元组和冻结集通常是可散列的，但如果它们的组件值不可散列，则无法散列。一个类可以定义__hash__ 总是引发异常。