Python数据结构之映射（內建字典）

最新推荐文章于 2021-09-30 00:05:17 发布

Gordennizaicunzai

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分类专栏： Python 文章标签： Python 数据结构映射字典

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本文详细介绍了Python中的映射数据结构——字典，包括字典的定义、基本操作，如添加、删除、查找等，并展示了字典与其他数据类型间的交互，如dict()构造函数、格式化字符串等。此外，还涵盖了字典的各种方法，如clear、copy、get、has_key（Python 3中已移除）、items、keys、values、pop、popitem、setdefault和update等，帮助读者深入掌握Python字典的使用。

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一、定义

Python中映射是通过名字来应用值的一种数据结构。而字典是python中唯一內建的映射类型。字典由多个键及与其对应的值构成的键--值对（也称为项）组成。键值对在字典中以这样的方式标记：d = {key1 : value1, key2 : value2 }。注意它们的键--值对用冒号分割，而各个对用逗号分割，所有这些都包括在花括号中。键值在字典中没有特殊的顺序，是的，字典是无序的，但都是存在特定的键key下，而键key可以是任意的不可变类型，比如浮点型、字符串或元组等，键是唯一的，值可不唯一。空字典不包含任何项，由两个花括号表示：{}。

二、字典的基本操作

1、序列的很多操作在字典上同样适用。set d=dict，k=key。

len(d)，返回d中项的数量。

d[k]，返回关联到键k上的值。

d[k] = v，将v关联到键k上。

del d[k]，删除键为k的项。

k in d，检查d中是否包含有键为k的项。在字典中查键的成员资格比在列表中检查值的成员资格效率更高。

2、dict()

可以用dict()通过其他映射或（键--值）对的序列建立字典。

>>> items = [('name','xiaoming'),('score',89)]
>>> d = dict(items)
>>> d
{'score': 89, 'name': 'xiaoming'}

也可以用dict()通过关键字参数来创建字典。

>>> d = {}
>>> d
{}
>>> d = dict(name = 'xiaoming',score = 89)
>>> d
{'score': 89, 'name': 'xiaoming'}

3、字典的格式化字符串

在每个转换说明符中的%字符后面加上键，该键用（）括起来，后面再跟上其它说明元素，此时转换说明符还是像以前一样的工作。前提是，所给出的键，在字典中都要能找得到。

>>> phonebook = {'xiaoming':'1230','xiaohong':'0123','liqin':'0234'}
>>> print "liqin's phone number is %(liqin)s." % phonebook
liqin's phone number is 0234.
>>>

还可以利用模板批量转换任意数量的字符串。

>>> bookstore = {
	'COOKING':{
		'language':'cn',
		'author':'xiaoming',
		'year':2017,
		'price':20
	},
	'CODING':{
		'language':'cn',
		'author':'xiaohong',
		'year':2016,
		'price':40
	},
	'PYTHON':{
		'language':'cn',
		'author':'liqin',
		'year':2015,
		'price':60
	}
}
>>> template = '''<XML bookstore>
<book category XX>
    <title %(language)s</title>
    <author> %(author)s</author>
    <year> %(year)s</year>
    <price> %(price)s</price>
</book>
<XML bookstore>'''
>>> from copy import deepcopy
>>> booktype = raw_input('please in put book type: ')
please in put book type: coding
>>> booktype.upper()
'CODING'
>>> dct = deepcopy(bookstore[booktype])

Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#8>", line 1, in <module>
    dct = deepcopy(bookstore[booktype])
KeyError: 'coding'
>>> booktype = booktype.upper()
>>> dct = deepcopy(bookstore[booktype])
>>> type(dct)
<type 'dict'>
>>> type(template)
<type 'str'>
>>> print bookstore
{'PYTHON': {'price': 60, 'year': 2015, 'language': 'cn', 'author': 'liqin'}, 'COOKING': {'price': 20, 'year': 2017, 'language': 'cn', 'author': 'xiaoming'}, 'CODING': {'price': 40, 'year': 2016, 'language': 'cn', 'author': 'xiaohong'}}
>>> print dct
{'price': 40, 'author': 'xiaohong', 'language': 'cn', 'year': 2016}
>>> print template
<XML bookstore>
<book category XX>
    <title %(language)s</title>
    <author> %(author)s</author>
    <year> %(year)s</year>
    <price> %(price)s</price>
</book>
<XML bookstore>
>>> print template % dct
<XML bookstore>
<book category XX>
    <title cn</title>
    <author> xiaohong</author>
    <year> 2016</year>
    <price> 40</price>
</book>
<XML bookstore>
>>>

4、自动添加项

一个字典中即使键期初不存在，但需要给它付个值，这时可以直接赋值，不需要初始化或使用append等方法去赋值。

>>> d = {}
>>> d[3] = 'xiaoming'
>>> d
{3: 'xiaoming'}
>>> d[0] = 'xiaohong'
>>> d
{0: 'xiaohong', 3: 'xiaoming'}
>>> d[1] = 'liqin'
>>> d
{0: 'xiaohong', 1: 'liqin', 3: 'xiaoming'}
>>>

三、字典方法

1、clear()

clear方法用于清空字典中的所有的项，该方法没有返回值。

>>> d
{0: 'xiaohong', 1: 'liqin', 3: 'xiaoming'}
>>> d.clear()
>>> d
{}
>>>

2、copy()、deepcopy(x)

copy是浅拷贝，返回具有相同项的新字典。

>>> d1 = dict(name = 'xiaoming',ID = '00001',age = 13,score = [80,78,99,96])
>>> d2 = d1.copy()
>>> d1
{'age': 13, 'score': [80, 78, 99, 96], 'ID': '00001', 'name': 'xiaoming'}
>>> d2
{'age': 13, 'score': [80, 78, 99, 96], 'ID': '00001', 'name': 'xiaoming'}
>>> d2['age'] = 12
>>> d1
{'age': 13, 'score': [80, 78, 99, 96], 'ID': '00001', 'name': 'xiaoming'}
>>> d2
{'age': 12, 'score': [80, 78, 99, 96], 'ID': '00001', 'name': 'xiaoming'}
>>> d2['score'].remove(78)
>>> d1
{'age': 13, 'score': [80, 99, 96], 'ID': '00001', 'name': 'xiaoming'}
>>> d2
{'age': 12, 'score': [80, 99, 96], 'ID': '00001', 'name': 'xiaoming'}
>>>

deepcopy(x)是深拷贝。

>>> from copy import deepcopy
>>> d3 = deepcopy(d1)
>>> d1
{'age': 13, 'score': [80, 99, 96], 'ID': '00001', 'name': 'xiaoming'}
>>> d3
{'age': 13, 'score': [80, 99, 96], 'ID': '00001', 'name': 'xiaoming'}
>>> d3['score'].append(78)
>>> d1
{'age': 13, 'score': [80, 99, 96], 'ID': '00001', 'name': 'xiaoming'}
>>> d3
{'age': 13, 'score': [80, 99, 96, 78], 'ID': '00001', 'name': 'xiaoming'}
>>>

3、fromkeys()

fromkeys方法是使用指定的键创建一个新的字典，且每个键的值赋值为None。

>>> d4 = dict.fromkeys(['name','ID','age'])
>>> d4
{'age': None, 'name': None, 'ID': None}
>>>

4、get()

get方法是一种更为宽松的访问字典项的方法，当用索引访问一个不存在的键时，会报语法错误，但是当用get方法访问一个不存在的键不会报错，它会返回None。

>>> d1
{'age': 13, 'score': [80, 99, 96], 'ID': '00001', 'name': 'xiaoming'}
>>> d1['sex']

Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#64>", line 1, in <module>
    d1['sex']
KeyError: 'sex'
>>> d1.get('sex')
>>> print d1.get('sex')
None
>>>

如果键不存在，不想返回默认的None，那你还可以自己修改默认值，如替换为nonexistent。

>>> d1.get('sex','nonexistent')
'nonexistent'
>>>

5、has_key()

has_key方法用于检查字典中是否包含指定的键，有则返回True，没有则返回False。dct.has_key(k)相当于k in dct。注意Python 3.0版本没有这个函数。

>>> d1.has_key('name')
True
>>> d1.has_key('sex')
False
>>>

6、items()和iteritems()

items方法无序的将字典中的所有项按（键，值）形式返回。

iteritems方法作用一样，但返回的是一个迭代器。

>>> d1
{'age': 13, 'score': [80, 99, 96], 'ID': '00001', 'name': 'xiaoming'}
>>> d1.items()
[('age', 13), ('score', [80, 99, 96]), ('ID', '00001'), ('name', 'xiaoming')]
>>> itr = d1.iteritems()
>>> for v in itr:
	print v

	
('age', 13)
('score', [80, 99, 96])
('ID', '00001')
('name', 'xiaoming')
>>>

7、keys()和iterkeys()

keys方法无序的将字典中的所有键返回。

iterkeys方法作用一样，但返回的是一个迭代器。

>>> d1
{'age': 13, 'score': [80, 99, 96], 'ID': '00001', 'name': 'xiaoming'}
>>> lst = d1.keys()
>>> lst
['age', 'score', 'ID', 'name']
>>> itr = d1.iterkeys()
>>> for v in itr:
	print v

	
age
score
ID
name
>>>

8、values()和itervalues()

values方法无序的将字典中的所有值返回。

itervalues方法作用一样，但返回的是一个迭代器。

>>> d1
{'age': 13, 'score': [80, 99, 96], 'ID': '00001', 'name': 'xiaoming'}
>>> lst = d1.values()
>>> lst
[13, [80, 99, 96], '00001', 'xiaoming']
>>> itr = d1.itervalues()
>>> for v in itr:
	print v

	
13
[80, 99, 96]
00001
xiaoming
>>>

9、pop()

pop方法用于移除指定键的项，一定要指定一个键，返回指定键对应的值。

{'age': 13, 'score': [80, 99, 96], 'ID': '00001', 'name': 'xiaoming'}
>>> d1.pop('ID')
'00001'
>>> d1
{'age': 13, 'score': [80, 99, 96], 'name': 'xiaoming'}
>>>

10、popitem()

popitem方法用于随机移除字典里面的项，返回被移除的项（键，值），相当于list.pop()，但是list.pop()每次都是移除最后一项，字典是没有顺序概念的，所以是随机移除。

>>> d1
{'age': 13, 'score': [80, 99, 96], 'name': 'xiaoming'}
>>> d1.popitem()
('age', 13)
>>> d1
{'score': [80, 99, 96], 'name': 'xiaoming'}
>>>

11、setdefault()

setdefault方法用来设置字典中键未存在（尚没有的项）的值，如果不指定值，默认值None，但只要执行了一次，键，就存在了，如果指定值，则返回该指定值。如果键存在了，则不修改键对应的值，且返回该键对应的值。所以setdefault通常用于获取指定键对应的值。

>>> d1
{'score': [80, 99, 96], 'name': 'xiaoming'}
>>> d1.setdefault('age')
>>> d1
{'age': None, 'score': [80, 99, 96], 'name': 'xiaoming'}
>>> d1.setdefault('ID','nonexistent')
'nonexistent'
>>> d1
{'age': None, 'score': [80, 99, 96], 'ID': 'nonexistent', 'name': 'xiaoming'}
>>> d1.setdefault('sex','male')
'male'
>>> d1
{'age': None, 'score': [80, 99, 96], 'sex': 'male', 'ID': 'nonexistent', 'name': 'xiaoming'}
>>> d1.setdefault('sex','nonexistert')
'male'
>>> d1
{'age': None, 'score': [80, 99, 96], 'sex': 'male', 'ID': 'nonexistent', 'name': 'xiaoming'}
>>> di.setdefault('age',12)

Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#110>", line 1, in <module>
    di.setdefault('age',12)
NameError: name 'di' is not defined
>>> d1.setdefault('age',12)
>>> d1
{'age': None, 'score': [80, 99, 96], 'sex': 'male', 'ID': 'nonexistent', 'name': 'xiaoming'}
>>>

12、update()

update方法可以利用一个字典项去更新另外一个字典，提供的字典中的项会被添加到旧字典中，如果有相同的键则会进行覆盖。

>>> d1
{'age': 13, 'score': [80, 99, 96], 'ID': '00001', 'name': 'xiaoming'}
>>> d = {'sex':'male','age':14}
>>> d1.update(d)
>>> d1
{'score': [80, 99, 96], 'name': 'xiaoming', 'age': 14, 'ID': '00001', 'sex': 'male'}
>>>