Python 3.6 重寫了 dict 的內部結構，記憶體用量比 3.5 少了 20% 到 25%，到 3.7，這個順序也從實作細節寫進規格，變成可以放心的依賴。

現在寫 Python，把幾個值丟進去 dict、再用 for 迴圈跑一遍，出來的順序就是當初塞進去的順序。但3.5 以前還不是這樣：dict 的迭代順序並沒有任何意義，同一份程式換機器、換版本，順序就可能不一樣。那這個轉變是從 3.6 改版開始的。

3.6 換掉了 dict 的內部結構

3.6 改版，原始的動機是記憶體。它把 dict 換成一種比較緊湊的排法，官方的 What’s New 上寫著，新的 dict 記憶體用量比 Python 3.5 少了 20% 到 25%。那至於我們開頭說的「照插入順序」這個效果：只算實作細節，不建議依賴，以後也可能會改變。這個順序在當時，也只是順著新結構冒出來的新東西。

一次查詢、兩層陣列

省記憶體跟保留順序，是同一個結構的兩面。以目前 CPython 的原始碼看，dict 內部拆成兩塊陣列。第一塊 indices，是真正的雜湊表，稀疏、有很多空格子；不過是很小的整數，代表數值存在哪裡。整數指向的是第二塊陣列 entries，key跟值一組一組密集地存在那裡。

查詢的時候，會先算雜湊、落到 indices 的某一格，讀出裡面的整數，再拿著它到 entries，取出真正的值。多繞一層看起來好像很麻煩，得到的是很明確的省空間：indices 每格只要放一個整數，dict 小的時候用 int8 就夠，大一點才需要換 int16、int32，每格頂多幾個 byte；佔空間的指標全集中在 entries，不必為了雜湊表的稀疏跟著留一堆空位。

那順序就是在這裡產生的。entries 會往後增加，新的鍵值只會加在最後，不會插進中間，所以如果此時從頭讀取 entries，先後就是當初的順序。原始碼註解點出的也是這件事：因為 entries 幾乎只增不改，要拿插入順序，把 entries 跑一遍就好。indices 負責雜湊定位，順序則是 entries 這層完成的。函式用 **kwargs 收到的關鍵字參數也開始照傳入順序排（PEP 468），底下靠的就是有序的 dict。

3.7 變規格

在 3.6，順序只是實作細節，把順序固定下來的則是 3.7：從 3.7 起，官方文件的說法改了，dict 的順序保證就是插入順序，也額外說了一句，順序從 3.6 開始本來只是 CPython 的實作細節，是刻意的觀察期，先確定新結構在真實程式裡正確，再寫進規格。

更新和刪除之後

知道順序靠的是 entries 一路往後接，有兩個常見的行為就不奇怪了。更新已經存在的key，只改掉 entries 裡的值，位置沒動，順序上還是一樣。但先把某個key刪掉、再加回來，就不一樣了：刪除會在 indices 對應的格子標成特別狀態（原始碼裡叫 DKIX_DUMMY），在 entries 裡留成一個用不到的空位；等鍵重新加進來，會當成新的一筆接到最後。

d = {"a": 1, "b": 2, "c": 3}
list(d)          # ['a', 'b', 'c']

d["a"] = 99      # 更新既有
list(d)          # ['a', 'b', 'c']，a 沒有換位置

del d["b"]
d["b"] = 5       # 先刪再加
list(d)          # ['a', 'c', 'b']，b 跑到最後

現在依賴 dict 的順序是安全的，只要記得更新鍵不會換位置，先刪再加的鍵會排到最後就好。

參考來源：What’s New in Python 3.6、內建型別文件的 dict 一節，以及 CPython 的 Objects/dictobject.c。