Какая связь между понятиями: ассоциативный массив, хеш-таблица и словарь?

Эти понятия описывают одну и ту же идею на разных уровнях абстракции: от теоретической концепции до конкретной реализации в языке программирования.

1. Ассоциативный массив — это абстрактный тип данных. Он определяет модель хранения данных в виде пар (ключ: значение) с операциями добавления, получения и удаления элемента по ключу. Это теоретическая концепция, не привязанная к реализации.

2. Хеш-таблица — это структура данных, которая является одной из самых эффективных реализаций ассоциативного массива. Она использует хеш-функцию для преобразования ключа в индекс массива (корзины), что обеспечивает очень быстрый доступ к данным.

3. Словарь (dict) — это конкретная реализация в Python. Внутренне Python использует хеш-таблицу для реализации своего встроенного типа dict.

Таким образом, dict в Python — это реализация абстрактного ассоциативного массива с помощью структуры данных хеш-таблицы.

Пример в Python:

# user_ages — это словарь (dict), реализующий ассоциативный массив
# через хеш-таблицу.
user_ages = {"alice": 30, "bob": 25}

# Доступ по ключу в среднем занимает O(1) времени благодаря хешированию
print(f"Возраст Alice: {user_ages['alice']}")

# Ключи должны быть хешируемыми (неизменяемыми), например, строки, числа, кортежи.
# user_ages[[1, 2]] = 40  # Вызовет TypeError: unhashable type: 'list'