Python 学习笔记：字典（Dictionary）

一、概述

字典（Dictionary）是 Python 中一种内置的数据结构，属于可变序列，用于存储键值对（key-value pairs）。每个键（key）必须是唯一的，而值（value）可以是任意数据类型。字典的特性包括：

• 无序性：字典中的元素没有特定的顺序（在 Python 3.7 及更高版本中，字典保持插入顺序）。
• 可变性：字典是可变的，可以动态添加、删除和修改键值对。
• 键的唯一性：每个键在字典中必须唯一。

字典通常用于需要快速查找、插入和删除的场景。

二、字典的创建

字典可以使用花括号 {} 或 dict() 函数来创建。

示例：

# 使用花括号创建字典
my_dict = {
    "name": "Alice",
    "age": 25,
    "city": "New York"
}
print(my_dict)  # 输出: {'name': 'Alice', 'age': 25, 'city': 'New York'}

# 使用 dict() 函数创建字典
another_dict = dict(name="Bob", age=30, city="Los Angeles")
print(another_dict)  # 输出: {'name': 'Bob', 'age': 30, 'city': 'Los Angeles'}

三、访问字典中的值

可以通过键访问字典中的值。使用方括号 [] 或 get() 方法都可以。

示例：

# 使用方括号访问值
print(my_dict["name"])  # 输出: Alice

# 使用 get() 方法访问值
print(my_dict.get("age"))  # 输出: 25

# 使用一个不存在的键会引发 KeyError
# print(my_dict["gender"])  # 会引发错误

# 使用 get() 方法访问不存在的键时返回 None 或默认值
print(my_dict.get("gender"))  # 输出: None
print(my_dict.get("gender", "Not specified"))  # 输出: Not specified

四、字典的基本操作

1. 添加或修改键值对

可以通过赋值语句添加或修改字典中的键值对。如果键已经存在，则会更新其对应的值。

示例：

my_dict["gender"] = "Female"  # 添加新的键值对
print(my_dict)  # 输出: {'name': 'Alice', 'age': 25, 'city': 'New York', 'gender': 'Female'}

my_dict["age"] = 26  # 修改已有键的值
print(my_dict)  # 输出: {'name': 'Alice', 'age': 26, 'city': 'New York', 'gender': 'Female'}

2. 删除键值对

可以使用 del 语句或 pop() 方法删除字典中的键值对。

示例：

# 使用 del 删除键值对
del my_dict["city"]
print(my_dict)  # 输出: {'name': 'Alice', 'age': 26, 'gender': 'Female'}

# 使用 pop() 删除并返回指定键的值
age = my_dict.pop("age")
print(age)  # 输出: 26
print(my_dict)  # 输出: {'name': 'Alice', 'gender': 'Female'}

3. 清空字典

使用 clear() 方法可以清空字典中的所有键值对。

示例：

my_dict.clear()
print(my_dict)  # 输出: {}

4. 字典的长度

使用 len() 函数可以获取字典中键值对的数量。

示例：

my_dict = {"name": "Alice", "age": 25}
print(len(my_dict))  # 输出: 2

五、字典的方法

字典有多种内置方法，常用的有：

• keys()：返回字典中所有键的视图。

  示例：

  keys = my_dict.keys()
  print(keys)  # 输出: dict_keys(['name', 'gender'])
  

• values()：返回字典中所有值的视图。

  示例：

  values = my_dict.values()
  print(values)  # 输出: dict_values(['Alice', 'Female'])
  

• items()：返回字典中所有键值对的视图，以元组的形式。

  示例：

  items = my_dict.items()
  print(items)  # 输出: dict_items([('name', 'Alice'), ('gender', 'Female')])
  

六、遍历字典

可以使用 for 循环遍历字典的键、值或键值对。

示例：

my_dict = {"name": "Alice", "age": 25, "city": "New York"}

# 遍历键
for key in my_dict:
    print(key)  # 输出: name, age, city

# 遍历值
for value in my_dict.values():
    print(value)  # 输出: Alice, 25, New York

# 遍历键值对
for key, value in my_dict.items():
    print(f"{key}: {value}")
# 输出:
# name: Alice
# age: 25
# city: New York

七、字典的嵌套

字典可以嵌套，作为值的元素可以是另一个字典。适用于表示层次结构的数据。

示例：

nested_dict = {
    "name": "Alice",
    "contact": {
        "email": "alice@example.com",
        "phone": "123-456-7890"
    }
}
print(nested_dict["contact"]["email"])  # 输出: alice@example.com

八、字典的应用

字典在许多场景中非常有用，例如：

1. 快速查找：字典提供 O(1) 的平均查找时间，适合用作快速查找数据的结构。
2. 数据表示：可以使用字典表示复杂数据结构，如 JSON 数据。
3. 存储配置信息：常用于存储配置信息和参数。