Python でリストを辞書キーとして使用できない理由

Python では、None、タプル、さらにはモジュールなどのオブジェクトを辞書キーとして使用できますが、辞書キー、リストはできません。このため、この制限の根本的な理由について疑問が生じています。

リストのハッシュできない性質

この制限を理解する鍵は、「ハッシュ可能性」の概念にあります。ハッシュ可能オブジェクトとは、一意のハッシュ値を割り当てることができるオブジェクトです。辞書キーとして使用される場合、ハッシュ値は辞書内の関連する値をすばやく見つけるために使用されます。

リストは変更可能であり、その要素は動的に変更できます。これにより、一貫したハッシュ値をリストに割り当てることができなくなります。その結果、リストは「ハッシュ不可能」とみなされ、辞書キーとして使用できません。

リストをキーとして使用する危険性

リストを辞書として使用できるようにするキーを押すと予期しない動作が発生する可能性があります。キーとして使用されるリストが変更された場合、元のハッシュ値に基づく辞書検索は失敗します。これは辞書の予期された動作に違反し、データの整合性の問題につながる可能性があります。

辞書キーとしてのリストの代替

この制限を回避するには、次のことが可能です。リストと同様に動作するが不変のカスタム クラスを作成します。あるいは、タプルはハッシュ可能であるため、リストをタプルに保存することもできます。

結論として、Python でリストを辞書キーとして使用できないのは、そのハッシュ不可能な性質と、リストが変更されたときに予期しない動作が発生する可能性があることに起因します。この制限は不便に見えるかもしれませんが、Python の辞書の整合性と一貫性が保証されます。