为什么在该可散列对象的集合中找不到我的可散列对象，该集合是另一个对象的属性？

Question

我在两个类的对象之间存在递归关系：Foo 有一个 set 的 Bar 对象（在其 bars 属性中），每个 Bar 都有一个 list 的 Foo 对象（在其foos 属性中）。我已经实现如下 MWE 所示，但测试失败。为什么？

根据Python Glossary，一个set只能包含hashable对象和hashable对象：

一个对象是hashable，如果它的哈希值在其生命周期内永远不会改变（它需要一个__hash__() 方法），并且可以与其他对象进行比较（它需要一个__eq__() 方法）。

我真的不知道我下面的 MWE 是否满足对象具有永远不会更改的散列，因为散列取决于列表中的其他对象并设置属性。有没有办法解决这个问题？

最小的工作示例：

import unittest


class Test(unittest.TestCase):
    def test_foo_bar(self):
        foo = Foo()
        bar = Bar()
        bar.add_foo(foo)

        print(bar)
        print(foo.bars)
        print(hash(bar))
        for bar in foo.bars:
            print(hash(bar))
        # The previous print lines print the following:
        # <mwe2.Bar object at 0x105ba8080>
        # {<mwe2.Bar object at 0x105ba8080>}
        # -9223096319794529578
        # -9223096319794529578

        # The following assertion is OK
        self.assertTrue(bar in {bar})

        # The following assertion fails with AssertionError: False is not true
        self.assertTrue(bar in foo.bars)



class Foo:
    def __init__(self):
        self.bars = set()

    def __hash__(self) -> int:
        return hash(self.__dict__.values())


class Bar:
    def __init__(self):
        self.foos = list()

    def __hash__(self) -> int:
        return hash(tuple(self.foos))

    def add_foo(self, foo: "Foo"):
        foo.bars.add(self)
        self.foos.append(foo)


if __name__ == '__main__':
    unittest.main()

我使用 CPython，Python 3.6.x。

Answer 1

问题是您的Bar 的哈希在您将其添加到Foo.bars 后立即更改。如果在add_foo 方法中添加一些print 语句就可以看到这一点：

def add_foo(self, foo: "Foo"):
    foo.bars.add(self)
    print(hash(self))
    self.foos.append(foo)
    print(hash(self))

输出：

3527539
957074234

这是因为哈希是根据self.foos计算的，所以对self.foos的任何修改也会改变对象的哈希。

（旁注：与问题中所述相反，bar in {bar} 评估为True，正如您所期望的那样。没有理由不这样做。我怀疑调试时出现了某种错误.)

---

使单元测试工作的一个简单方法是交换add_foo 中的两行代码：

def add_foo(self, foo: "Foo"):
    self.foos.append(foo)  # append first
    foo.bars.add(self)  # add to the set with the new hash

输出：

Ran 1 test in 0.000s

OK

但是，这并不是真正的解决方法：如果您多次致电 add_foo 将无济于事。如果您在将Bar 对象添加到集合或字典后调用add_foo，您将再次遇到同样的问题。

我认为很明显，具有不一致哈希的相互依赖的类是一个糟糕的设计选择。可能的解决方案包括

1. 删除Foo -> Bar -> Foo 依赖循环
2. 寻找一致的哈希方法