Python常用的数据结构_字典

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1.字典的创建和使用

字典是以键值对（键和值的组合）的方式把数据组织到一起，可以通过键找到与之对应的值并进行操作。

创建字典可以使用{}字面量语法，{}中的元素是以键值对的形式存在的，每个元素由:分隔的两个值构成，:前面是键，:后面是值。

使用内置函数dict或者是字典的生成式语法来创建字典，代码如下所示。

# dict函数(构造器)中的每一组参数就是字典中的一组键值对
person = dict(name='王大锤', age=55, weight=60, home='中同仁路8号')
print(person)    # {'name': '王大锤', 'age': 55, 'weight': 60, 'home': '中同仁路8号'}

# 可以通过Python内置函数zip压缩两个序列并创建字典
items1 = dict(zip('ABCDE', '12345'))
print(items1)    # {'A': '1', 'B': '2', 'C': '3', 'D': '4', 'E': '5'}
items2 = dict(zip('ABCDE', range(1, 10)))
print(items2)    # {'A': 1, 'B': 2, 'C': 3, 'D': 4, 'E': 5}

# 用字典生成式语法创建字典
items3 = {x: x ** 3 for x in range(1, 6)}
print(items3)     # {1: 1, 2: 8, 3: 27, 4: 64, 5: 125}

想知道字典中一共有多少组键值对，仍然是使用len函数；如果想对字典进行遍历，可以用for循环，但是需要注意，for循环只是对字典的键进行了遍历。

person = {'name': '王大锤', 'age': 55, 'weight': 60, 'office': '科华北路62号'}
print(len(person))    # 4
for key in person:
    print(key)

2.字典的运算

成员运算可以判定指定的键在不在字典中，索引运算可以通过键获取对应的值或者向字典中加入新的键值对。注意，字典的索引不同于列表的索引，列表中的元素因为有属于自己有序号，所以列表的索引是一个整数；字典中因为保存的是键值对，所以字典的索引是键值对中的键，通过索引操作可以修改原来的值或者向字典中存入新的键值对。

字典中的键必须是不可变类型，例如整数（int）、浮点数（float）、字符串（str）、元组（tuple）等类型的值；显然，列表（list）和集合（set）是不能作为字典中的键的，当然字典类型本身也不能再作为字典中的键，因为字典也是可变类型，但是字典可以作为字典中的值。

person = {'name': '王大锤', 'age': 55, 'weight': 60, 'office': '科华北路62号'}
# 检查name和tel两个键在不在person字典中
print('name' in person, 'tel' in person)    # True False
# 通过age修将person字典中对应的值修改为25
if 'age' in person:
    person['age'] = 25
# 通过索引操作向person字典中存入新的键值对
person['tel'] = '13122334455'
person['signature'] = '你的男朋友是一个盖世垃圾，他会踏着五彩祥云去赢取你的闺蜜'
print('name' in person, 'tel' in person)    # True True
# 检查person字典中键值对的数量
print(len(person))    # 6
# 对字典的键进行循环并通索引运算获取键对应的值
for key in person:
    print(f'{key}: {person[key]}')

需要注意，在通过索引运算获取字典中的值时，如指定的键没有在字典中，将会引发KeyError异常。

字典的方法

字典类型的方法基本上都跟字典的键值对操作相关。代码如下所示。

# 字典中的值又是一个字典(嵌套的字典)
students = {
    1001: {'name': '狄仁杰', 'sex': True, 'age': 22, 'place': '山西大同'},
    1002: {'name': '白元芳', 'sex': True, 'age': 23, 'place': '河北保定'},
    1003: {'name': '武则天', 'sex': False, 'age': 20, 'place': '四川广元'}
}

# 使用get方法通过键获取对应的值，如果取不到不会引发KeyError异常而是返回None或设定的默认值
print(students.get(1002))    # {'name': '白元芳', 'sex': True, 'age': 23, 'place': '河北保定'}
print(students.get(1005))    # None
print(students.get(1005, {'name': '无名氏'}))    # {'name': '无名氏'}

# 获取字典中所有的键
print(students.keys())      # dict_keys([1001, 1002, 1003])
# 获取字典中所有的值
print(students.values())    # dict_values([{...}, {...}, {...}])
# 获取字典中所有的键值对
print(students.items())     # dict_items([(1001, {...}), (1002, {....}), (1003, {...})])
# 对字典中所有的键值对进行循环遍历
for key, value in students.items():
    print(key, '--->', value)

# 使用pop方法通过键删除对应的键值对并返回该值
stu1 = students.pop(1002)
print(stu1)             # {'name': '白元芳', 'sex': True, 'age': 23, 'place': '河北保定'}
print(len(students))    # 2
# stu2 = students.pop(1005)    # KeyError: 1005
stu2 = students.pop(1005, {})
print(stu2)             # {}

# 使用popitem方法删除字典中最后一组键值对并返回对应的二元组
# 如果字典中没有元素，调用该方法将引发KeyError异常
key, value = students.popitem()
print(key, value)    # 1003 {'name': '武则天', 'sex': False, 'age': 20, 'place': '四川广元'}

# setdefault可以更新字典中的键对应的值或向字典中存入新的键值对
# setdefault方法的第一个参数是键，第二个参数是键对应的值
# 如果这个键在字典中存在，更新这个键之后会返回原来与这个键对应的值
# 如果这个键在字典中不存在，方法将返回第二个参数的值，默认为None
result = students.setdefault(1005, {'name': '方启鹤', 'sex': True})
print(result)        # {'name': '方启鹤', 'sex': True}
print(students)      # {1001: {...}, 1005: {...}}

# 使用update更新字典元素，相同的键会用新值覆盖掉旧值，不同的键会添加到字典中
others = {
    1005: {'name': '乔峰', 'sex': True, 'age': 32, 'place': '北京大兴'},
    1010: {'name': '王语嫣', 'sex': False, 'age': 19},
    1008: {'name': '钟灵', 'sex': False}
}
students.update(others)
print(students)      # {1001: {...}, 1005: {...}, 1010: {...}, 1008: {...}}

跟列表一样，从字典中删除元素也可以使用del关键字，在删除元素的时候如果指定的键索引不到对应的值，一样会引发KeyError异常，具体的做法如下所示。

person = {'name': '王大锤', 'age': 25, 'sex': True}
del person['age']
print(person)    # {'name': '王大锤', 'sex': True}

字典的索引运算如果放在赋值运算的左边，要么是新增要么是更新