python - Python の hash() 関数が可変長の文字列を操作するのに一定の時間がかかるのはなぜですか?

Question

可変長文字列に対する hash() 操作を含むプログラムの実行時から、異なる長さの文字列に対する hash() 関数の操作には一定の時間がかかる可能性があると感じました。私の仮定を検証するために、次の戦略を立てました-

• 長さ k の文字列を作成する
• 文字列をハッシュし、hash() 操作時間 t を記録します
• これは、0 から 100,00 まで変化する k に対して繰り返され、文字列の長さ k と時間 t のプロットが生成されます。

したがって、文字列を操作するときに hash() 関数が一定時間操作であるという私の推測が正しい場合、素人の言葉でなぜそうなのか説明していただけますか? ソースコードへの参照ではなく、概念的または理論的な説明が望ましいでしょう-文字の長さに関係なく、大きな文字列でも瞬時にハッシュを生成する方法について。

以下は、上記の戦略のコード実装です -

import random
import time
import pylab

def form_str(k, n):
    """
        Form k-length strings of arbitrary characters, n in number.
    """
    for i in range(n):
        random_str = ''
        for j in range(k):
            nextchar = random.choice('ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz')
            random_str += nextchar
        yield random_str

def time_hash(k, n):
    """
        Find the total time to hash n strings of k length each.
    """
    
    total_time = 0.0
    for element in form_str(k, n):
        start_time = time.time()
        # Because hash() works almost instantaneously we repeat
        # it 100,000 times to get a non-zero run time.
        for i in range(100000):
            hash(element)
        end_time = time.time()
        total_time += (end_time - start_time)
    return round(total_time, 2)

# print(time_hash(100, 100))  

def plot_time():
    """
        Plots the time vs string length (k) over a range of k-values.
    """
    x_values, y_values = [], []
    for k in range(0, 100000, 5000):
        x_values.append(k)
        y_values.append(time_hash(k, 100))
    # print(y_values)
    pylab.figure(1)
    pylab.title('Hash_Time_Complexity')
    pylab.xlabel('Length of string')
    pylab.ylabel('Time taken to hash string (100 x 100000 times)')
    pylab.plot(x_values, y_values, 'r:', label = 'Hash time')
    pylab.show()

plot_time()
# From the plot it is clear that indifferent of the string length
# hashing takes the same time.

以下は、生成されたプロットです -