字典元组和集合

1. 认识字典

用一个容器同时保存多个数据的时候的建议：如果多个数据的意义相同用列表，如果多个数据的意义不同用字典。

stu = ['小明',18,175,75,90,'男']
print(stu[1])

stu = {'name':'小明','age':'45','height':175,'weigjt':75,'score':90,'gender':'男'}
print(stu['age'])

1.1 什么是字典（dict）

1）字典是容器型数据类型：

将{}作为容器的标志，里面多个元素用逗号隔开，元素必须是键值对：{键1:值1,键2:值2,键3:值3,…}

2）字典是可变的（支持增删改）；字典是无序的（不支持下标操作）。

3）元素的要求：

a. 键：键必须是不可变的数据类型的数据（一般用字符串）；键是唯一的
b. 值：没有要求

# 空字典
dict1 = {}
print(len(dict1),type(dict1))    # 0 <class 'dict'>

# 字典是无序的
print({'a':10,'b':20} == {'b':20,'a':10})    # True

# 字典的键是不可变的数据
dict2 = {10:20,1.2:30,'a':10,True:20,(1,2):30}
print(dict2)

# dict2 = {10:20,1.2:30,'a':10,True:20,[1,2]:30}
# print(dict3)    # TypeError: unhashable type: 'list'

# 键是唯一的
dict4 = {'a':10,'b':20,'c':30,'a':100}
print(dict4)      # {'a': 100, 'b': 20, 'c': 30}

2. 字典的查操作

2.1 查单个

查单个：获取单个值。
1）语法1：字典[键]：获取指定键对应的值,键如果不存在会报错；
2）语法2：字典.get(键)：获取指定键对应的值，键如果不存在不会报错而是返回None；
3）语法3：字典.get(键,默认值)：获取指定键对应的值，键如果不存在不会报错而是返回默认值。

dog = {'name':'财财','gender':'母狗','breed':'哈士奇','age':3}
print(dog['gender'])     # 母狗
print(dog['age'])        # 3

print(dog.get('name'))    # 财财
print(dog.get('breed'))   # 哈士奇

# print(dog['price'])       # 报错！KeyError: 'price'
print(dog.get('price'))     # None

print(dog.get('age',1))    # 3
print(dog.get('price',0))  # 0

练习：

class1 = {
    'name': 'Python2202',
    'address': '14教室',
    'lecturer': {'name': '余婷', 'qq': '726550822', 'gender': '女', 'age': 18},
    'head_teacher': {'name': '舒玲', 'tel': '110', 'gender': '女', 'age': 18},
    'students': [
        {'name': '罗浩', 'tel': '120', 'gender': '男', 'major': '软件工程', 'age': 20, 'linkman': {'name': 'p1', 'tel': '29372'}},
        {'name': 'stu1', 'tel': '62736', 'gender': '女', 'major': '电子信息', 'age': 23, 'linkman': {'name': 'p2', 'tel': '78221'}},
        {'name': 'stu2', 'tel': '1292831', 'gender': '女', 'major': '会计', 'age': 27, 'linkman': {'name': 'p3', 'tel': '28239'}},
        {'name': 'stu3', 'tel': '72289392', 'gender': '男', 'major': '数学', 'age': 21, 'linkman': {'name': 'p4', 'tel': '29102'}},
        {'name': 'stu4', 'tel': '2737288', 'gender': '女', 'major': '计算机', 'age': 32, 'linkman': {'name': 'p5', 'tel': '236721'}},
        {'name': 'stu5', 'tel': '27361028', 'gender': '男', 'major': '物理', 'age': 19, 'linkman': {'name': 'p6', 'tel': '34293'}},
        {'name': 'stu6', 'tel': '829129', 'gender': '男', 'major': '石油', 'age': 22, 'linkman': {'name': 'p7', 'tel': '229311'}}
    ]
}

# 1. 获取班级名
print(class1['name'])

# 2. 获取讲师的名字
print(class1['lecturer']['name'])

# 3. 获取班主任的电话
print(class1['head_teacher']['tel'])

# 4. 打印所有学生的名字
# 方法1：
for stu in class1['students']:
    print(stu['name'])

# 方法2：
print([stu['name'] for stu in class1['students']])

# 5. 统计学生中男生的个数
count = 0
for stu in class1['students']:
    if stu['gender'] == '男':
        count += 1
print(count)

# 6. 计算班级学生的平均年龄
count = 0
total_age = 0
for stu in class1['students']:
    total_age += stu['age']
    count += 1
print(total_age//count)
print(f'平均年龄：{total_age/count:.2f}')


# 7. 打印所有学生的联系人的电话号码
for stu in class1['students']:
    print(stu['linkman']['tel'])

2.2 遍历

'''
for 变量 in 字典:
    循环体
    
注意：变量依次取到的是字典所有的键
'''
dog = {'name':'财财','gender':'母狗','breed':'哈士奇','age':3}
for x in dog:
    print(x,dog[x])
    
'''
name 财财
gender 母狗
breed 哈士奇
age 3
'''

3. 字典的增删改

3.1 增、改

1）语法1：

字典[键] = 值：如果键不存在就添加键对值；如果键存在就修改指定键对应的值。

goods = {'name':'老坛酸菜泡面','price':3.5,'weight':300}
print(goods)  # {'name': '老坛酸菜泡面', 'price': 3.5, 'weight': 300}

# 键不存在是增加
goods['保质期'] = 30
print(goods)  # {'name': '老坛酸菜泡面', 'price': 3.5, 'weight': 300, '保质期': 30}

# 键存在是修改
goods['price'] = 3
print(goods)  # {'name': '老坛酸菜泡面', 'price': 3, 'weight': 300, '保质期': 30}

2）语法2：

字典.setdefault(键，值)：添加键值对（键不存在就添加键对值；键存在不会修改）。

goods = {'name':'老坛酸菜泡面','price':3.5,'weight':300}
print(goods)    # {'name': '老坛酸菜泡面', 'price': 3.5, 'weight': 300}

goods.setdefault('count',100)
print(goods)    # {'name': '老坛酸菜泡面', 'price': 3.5, 'weight': 300, 'count': 100}

goods.setdefault('price',3)
print(goods)    # {'name': '老坛酸菜泡面', 'price': 3.5, 'weight': 300, 'count': 100}

练习：将没有折扣的商品的discount的值都设置成1。

goods_list = [
    {'name': '老坛酸菜泡面', 'price': 3.5, 'weight': 300, 'discount': 0.8},
    {'name': '牛奶', 'price': 5, 'weight': 250},
    {'name': '火腿肠', 'price': 1.5, 'weight': 100},
    {'name': '可乐', 'price': 9, 'weight': 800, 'discount': 0.95}
]
for goods in goods_list:
    goods.setdefault('discount',1)

print(goods_list)

3.2 删

1）del 字典[键]：删除指定键对应的键值对。

dog = {'name':'财财','gender':'母狗','breed':'哈士奇','age':3}
print(dog)       # {'name': '财财', 'gender': '母狗', 'breed': '哈士奇', 'age': 3}

del dog['breed']
print(dog)       # {'name': '财财', 'gender': '母狗', 'age': 3}
dog = {'name':'财财','gender':'母狗','breed':'哈士奇','age':3}

2）字典.pop(键)：取出指定键对应的值。

dog = {'name':'财财','gender':'母狗','breed':'哈士奇','age':3}
print(dog)       # {'name': '财财', 'gender': '母狗', 'breed': '哈士奇', 'age': 3}

x = dog.pop('age')
print(dog,x)     # {'name': '财财', 'gender': '母狗'} 3

4. 字典的相关操作和方法

4.1 字典相关操作

字典相关操作：in、not in。

1）字典不支持+、*、比较大小；

2）字典的in和not in判断的是是否存在指定的键。

print(10 in {'a':10,'b':20,'c':30})    # False
print('a' in {'a':10,'b':20,'c':30})    # True

4.2 字典相关函数

字典相关函数：len（统计有多少个键值对）、dict。

补充：字典转换成列表的时候，是将字典的键作为列表的元素。

dict1 = {'a':10,'b':20,'c':30}
print(list(dict1))    # ['a', 'b', 'c']

dict(数据)：将指定数据转换成字典。

对数据的要求：

a. 数据本身是一个序列；
b. 序列中的元素必须是有两个元素的小序列；
c. 小序列的第一个元素是不可变的类型的数据。

print(dict(['ab','cd','ef']))    # {'a': 'b', 'c': 'd', 'e': 'f'}
print(dict(['ab',(10,20),['age',18],range(2)]))    # {'a': 'b', 10: 20, 'age': 18, 0: 1}
print(dict([('name','小明'),('age',20),('gender','男')]))    # {'name': '小明', 'age': 20, 'gender': '男'}

4.3 字典相关方法

字典.方法()

1）字典.clear() - 清空字典
2）字典.copy() - 拷贝原字典产生一个一模一样的新字典
3）返回序列

字典.keys() - 获取所有的键
字典.values() - 获取所有的值
字典.items() - 以元组的形式返回键值对

dog = {'name':'财财','gender':'母狗','breed':'哈士奇','age':3}
print(dog.keys())  #  dict_keys(['name', 'gender', 'breed', 'age'])
print(dog.values())  # dict_values(['财财', '母狗', '哈士奇', 3])
print(dog.items())   # dict_items([('name', '财财'), ('gender', '母狗'), ('breed', '哈士奇'), ('age', 3)])

for key,value in dog.items():
    print(key,value)
'''
name 财财
gender 母狗
breed 哈士奇
age 3
'''

4）字典1.update(字典2)：将字典2中所有键值对都添加到字典1。

dict1 = {'a':10,'b':20,'c':30}
dict1.update({'name':'张三','age':20})
print(dict1)    # {'a': 10, 'b': 20, 'c': 30, 'name': '张三', 'age': 20}

5. 字典推导式

5.1 字典推导式

1）结构1：{表达式1:表达式2 for 变量 in 序列}；

2）结构2：{表达式1:表达式2 for 变量 in 序列 if 条件语句}。

result = {x : x * 2 for x in range(4)}
print(result)    # {0: 0, 1: 2, 2: 4, 3: 6}

dog = {'name':'财财','gender':'母狗','breed':'哈士奇','age':3}
result = {x: None for x in dog}
print(result)    # {'name': None, 'gender': None, 'breed': None, 'age': None}

练习：交换字典中所有的键值对键和值的位置。

dict1 = {'a':10,'b':20,'c':30}
# {10:'a',20:'b',30:'c'}
# 方法1：
new_dict1 = {dict1[key]:key for key in dict1}
print(new_dict1   # {10: 'a', 20: 'b', 30: 'c'}

# 方法2：
new_dict1 = {value : key for key,value in dict1.items()}
print(new_dict1)   # {10: 'a', 20: 'b', 30: 'c'}

6. 作业

1. 定义一个变量保存一个学生的信息，学生信息中包括：姓名、年龄、成绩(单科)、电话、性别

   stu1 = {'name':'小明','age':'15','score':88,'tel':123,'gender':'男'}
   

2. 定义一个列表，在列表中保存6个学生的信息(学生信息中包括: 姓名、年龄、成绩(单科)、电话、性别(男、女、不明) )

   students = [
       {'name':'小明','age':15,'score':88,'tel':'128','gender':'男'},
       {'name':'小红','age':14,'score':80,'tel':'134','gender':'女'},
       {'name':'小黄','age':16,'score':55,'tel':'138','gender':'不明'},
       {'name':'小花','age':13,'score':95,'tel':'154','gender':'女'},
       {'name':'小白','age':15,'score':40,'tel':'184','gender':'不明'},
       {'name':'小蓝','age':16,'score':85,'tel':'194','gender':'男'}
   ]
   

   1. 统计不及格学生的个数

      count = 0
      for stu in students:
          if stu['score'] < 60:
              count += 1
      
      print(count)
      

   2. 打印不及格未成年学生的名字和对应的成绩

      # 方法1：
      new_students = {}
      for stu in students:
          if stu['score'] < 60:
              new_students[stu['name']] = stu['score']
      print(new_students)
      
      # 方法2：
      new_students = {stu['name']:stu['score'] for stu in students if stu['score'] < 60}
      print(new_students)
      

   3. 求所有男生的平均年龄

      nan_age = 0
      count = 0
      for stu in students:
          if stu['gender'] == '男':
              nan_age += stu['age']
              count += 1
      print(nan_age // count)
      

   4. 打印手机尾号是8的学生的名字

      # 方法1：
      for stu in students:
          if stu['tel'][-1] == '8':
              print(stu['name'])
      
      # 方法2：
      new_names = [stu['name'] for stu in students if stu['tel'][-1] == '8']
      print(new_names)
      

   5. 打印最高分和对应的学生的名字

      max_score = students[0]['score']
      max_name = ''
      for stu in students:
          if max_score < stu['score']:
              max_score = stu['score']
              max_name = stu['name']
      print({max_name:max_score})
      

   6. 删除性别不明的所有学生

      # 方法1：
      new_students = []
      for stu in students:
          if stu['gender'] != '不明':
              new_students.append(stu)
      print(new_students)
      
      # 方法2：
      new_students = [stu for stu in students if stu['gender'] != '不明']
      print(new_students)
      

   7. 将列表按学生成绩从大到小排序(挣扎一下，不行就放弃)

      scores = []
      scores_student = []
      for stu in students:
          scores.append(stu['score'])
      scores.sort(reverse=True)
      
      for score in scores:
          for stu in students:
              if score == stu['score']:
                  scores_student.append(stu)
      print(scores_student)
      

3. 定义一个变量保存一个班级的信息，班级信息中包括：班级名称、教室位置、班主任信息、讲师信息、班级所有的学生（根据实际情况确定数据类型和具体信息）

   class1 = {
       'name': 'Python2202',
       'address': '14教室',
       'lecturer': {'name': '余婷', 'qq': '726550822', 'gender': '女', 'age': 18},
       'head_teacher': {'name': '舒玲', 'tel': '110', 'gender': '女', 'age': 18},
       'students': [
           {'name': '罗浩', 'tel': '120', 'gender': '男', 'major': '软件工程', 'age': 20, 'linkman': {'name': 'p1', 'tel': '29372'}},
           {'name': 'stu1', 'tel': '62736', 'gender': '女', 'major': '电子信息', 'age': 23, 'linkman': {'name': 'p2', 'tel': '78221'}},
           {'name': 'stu2', 'tel': '1292831', 'gender': '女', 'major': '会计', 'age': 27, 'linkman': {'name': 'p3', 'tel': '28239'}},
           {'name': 'stu3', 'tel': '72289392', 'gender': '男', 'major': '数学', 'age': 21, 'linkman': {'name': 'p4', 'tel': '29102'}},
           {'name': 'stu4', 'tel': '2737288', 'gender': '女', 'major': '计算机', 'age': 32, 'linkman': {'name': 'p5', 'tel': '236721'}},
           {'name': 'stu5', 'tel': '27361028', 'gender': '男', 'major': '物理', 'age': 19, 'linkman': {'name': 'p6', 'tel': '34293'}},
           {'name': 'stu6', 'tel': '829129', 'gender': '男', 'major': '石油', 'age': 22, 'linkman': {'name': 'p7', 'tel': '229311'}}
       ]
   }
   

4. 已知一个列表保存了多个狗对应的字典:

   dogs = [
     {'name': '贝贝', 'color': '白色', 'breed': '银狐', 'age': 3, 'gender': '母'},
     {'name': '花花', 'color': '灰色', 'breed': '法斗', 'age': 2},
     {'name': '财财', 'color': '黑色', 'breed': '土狗', 'age': 5, 'gender': '公'},
     {'name': '包子', 'color': '黄色', 'breed': '哈士奇', 'age': 1},
     {'name': '可乐', 'color': '白色', 'breed': '银狐', 'age': 2},
     {'name': '旺财', 'color': '黄色', 'breed': '土狗', 'age': 2, 'gender': '母'}
   ]
   

   1. 利用列表推导式获取所有狗的品种

      [‘银狐’, ‘法斗’, ‘土狗’, ‘哈士奇’, ‘银狐’, ‘土狗’]

      breed_dogs = [dog['breed'] for dog in dogs]
      print(breed_dogs)
      

   2. 利用列表推导式获取所有白色狗的名字

      [‘贝贝’, ‘可乐’]

      white_dogs = [dog['name'] for dog in dogs if dog['color'] == '白色']
      print(white_dogs)
      

   3. 给dogs中没有性别的狗添加性别为 ‘公’

      for dog in dogs:
          dog.setdefault('gender','公')
      print(dogs)
      

   4. 统计 ‘银狐’ 的数量

      count = 0
      for dog in dogs:
          if dog['breed'] == '银狐':
              count += 1
      print(count)