字典与集合

字典与集合

一、字典

1. 增和改

字典[键] = 值 - 当键存在的时候是修改键对应的值;当键不存的时候是添加键值对
字典.setdefault(键, 值) - 添加键值对(当键存在的时候不会修改原来的值)

cat = {'name': '美美', 'age': 2, 'color': '白色'}
print(cat)      # {'name': '美美', 'age': 2, 'color': '白色'}
添加
cat['breed'] = '蓝猫'
print(cat)      # {'name': '美美', 'age': 2, 'color': '白色', 'breed': '蓝猫'}
修改
cat['age'] = 3
print(cat)      # {'name': '美美', 'age': 3, 'color': '白色', 'breed': '蓝猫'}
添加
cat.setdefault('weight', 8)
print(cat)      # {'name': '美美', 'age': 3, 'color': '白色', 'breed': '蓝猫', 'weight': 8}

cat.setdefault('age', 4)
print(cat)      # {'name': '美美', 'age': 3, 'color': '白色', 'breed': '蓝猫', 'weight': 8}

2. 删 - 删除键值对

del 字典[键] - 删除字典中指定键对应的键值对(如果键不存在会报错)
字典.pop(键) - 取出字典中指定键对应的值(如果键不存在会报错)

print(cat)      # {'name': '美美', 'age': 3, 'color': '白色', 'breed': '蓝猫', 'weight': 8}

del cat['color']
print(cat)      # {'name': '美美', 'age': 3, 'breed': '蓝猫', 'weight': 8}

del_value = cat.pop('breed')
print(cat)      # {'name': '美美', 'age': 3, 'weight': 8}
print(del_value)    # 蓝猫

3.相关操作

字典不支持+、*,也不支持比较大小的运算符,只支持 ==、!=

in 和 not in - 字典的in 和 not in判断的是键是否存在

键 in 字典

键 not in 字典

dic1 = {'a': 10, 'b': 20, 'c': 30}
print(10 in dic1)       # False
print('a' in dic1)     # True

4. 相关函数

len
dict(数据) - 1)数据本身是一个序列
2)序列中的元素必须是有且只有两个元素的小序列
3)小序列的第一个元素必须是不可变的数据

data = [('a', 10), ('b', 20)]
print(dict(data))       # {'a': 10, 'b': 20}

data2 = ['ab', range(2), [10, 20]]
print(dict(data2))      # {'a': 'b', 0: 1, 10: 20}

data3 = ('ab', 'cd', range(1, 3))
print(dict(data3))

# data4 = ('abc', 'cd', range(1, 3))
# print(dict(data4))        # 报错
"""
字典转换成列表/元组
"""
dic2 = {'a': 10, 'b': 20, 'c': 30}
print(list(dic2))       # ['a', 'b', 'c']

5.字典相关方法

字典.clear() - 清空字典
字典.copy - 复制原字典产生一个一模一样的新字典
字典.update(序列) - 将序列中所有的元素都添加到字典中(如果本身就存在就会覆盖)。序列必须是字典或者能够转换成字典的序列

items、keys、values
字典.keys() - 获取字典所有的键,返回一个序列(这个序列不是列表或元组)

data3 = {'d': 100, 'e': 200}
print(dic2)     # {'a': 10, 'b': 20, 'c': 30}
dic2.update(data3)
print(dic2)     # {'a': 10, 'b': 20, 'c': 30, 'd': 100, 'e': 200}

dic2.update(['xy', 'mn'])
print(dic2) # {'a': 10, 'b': 20, 'c': 30, 'd': 100, 'e': 200}

dic2.update({'d': 1000, 'f': 2000})
print(dic2)     # {'a': 10, 'b': 20, 'c': 30, 'd': 1000, 'e': 200, 'x': 'y', 'm': 'n', 'f': 2000}

print(dic2.keys())      # dict_keys(['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'x', 'm', 'f'])
print(dic2.values())    # dict_values([10, 20, 30, 1000, 200, 'y', 'n', 2000])
print(dic2.items())     # dict_items([('a', 10), ('b', 20), ('c', 30), ('d', 1000), ('e', 200), ('x', 'y'), ('m', 'n'), ('f', 2000)])

6.字典推导式

{键的表达式:值的表达式 for 变量 in 序列}
{键的表达式:值的表达式 for 变量 in 序列 if 条件语句}

练习:通过字典的推导式交换一个字典的键和值

{‘a’: 10, ‘b’: 20} -> {10:‘a’, 20:‘b’}

dic3 = {'a': 10, 'b': 20}
new_dic3 = {dic3[key]: key for key in dic3}
print(new_dic3)

二、集合

1. 什么是集合(set)

集合是容器;将{}作为容器标志,多个元素用逗号隔开:{元素1, 元素2, 元素3,…}
集合是可变的;集合是无序;
元素:不可变的数据、元素是唯一的(具备自动去重的功能)

1)空集合
set1 = set()
print(type(set1), len(set1))        # <class 'set'> 0
2)集合是无序
print({1, 2, 3} == {3, 1, 2})       # True
3)元素必须是不可变的数据
set2 = {1, 'acb', (2, 3)}
print(set2)         # {(2, 3), 1, 'acb'}

# set3 = {1, 'acb', [2, 3]}         # 报错
# print(set3)
4)元素是唯一的
set4 = {1, 2, 3, 1, 1, 3}
print(set4)     # {1, 2, 3}

2.集合元素的增删改查

1)查 - 遍历

for 元素 in 集合:
循环体

nums = {23, 90, 89, 78}
for x in nums:
    print(x)
2)增

集合.add(元素) - 在集合中添加指定元素
集合.update(序列) - 将序列中的元素全部添加到集合中

nums.add(45)
print(nums)     # {45, 78, 23, 89, 90}

nums.update('abc')
print(nums)     # {'c', 'b', 45, 78, 'a', 23, 89, 90}
3)删

集合.remove(元素) - 删除指定元素,如果元素不存在会报错
集合.discard(元素) - 删除指定元素,如果元素不存在不会报错

nums.remove(89)
print(nums)     # {'a', 'c', 45, 78, 23, 'b', 90}

nums.discard(90)
print(nums)     # {'b', 'c', 'a', 45, 78, 23}

# nums.remove(100)      # 报错!
nums.discard(100)
4) 改

集合无法直接修改元素的值,如果非要改就将要改的元素删除,添加新的元素

3.数学集合运算

数学集合运算: &(交集)、|(并集)、-(差集)、^(对称差集)、>/<(真子集)、>=/<=(子集)

1)集合1 & 集合2

获取两个集合的公共元素(获取既在集合1里面又在集合2里面的元素)

print(nums1 & nums2)        # {5, 6, 7}
2)集合1 | 集合2

获取两个集合所有的元素

print(nums1 | nums2)        # {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}
3)集合1 - 集合2

获取集合1中除了包含在集合2中以外的部分

print(nums1 - nums2)        # {1, 2, 3, 4}
print(nums2 - nums1)        # {8, 9}
4)集合1 ^ 集合2

将两个集合合并,去掉中间公共部分

print(nums1 ^ nums2)        # {1, 2, 3, 4, 8, 9}
5)子集

子集(有可能相等)和真子集(真的比它小)

集合1 > 集合2 -> 判断集合2是否是集合1的真子集

print({10, 20, 30, 40} > {1, 2})        # False
print({10, 20, 30, 40} > {10, 40})      # True
print({10, 20, 30, 40} > {10, 20, 30, 40})      # False
print({10, 20, 30, 40} >= {10, 20, 30, 40})     # True
<think>我们被要求回答关于Python字典集合的介绍、使用方法及区别。根据提供的引用,我们可以总结如下: 1. 字典(dict): - 是一种映射类型,存储键值对(key-value pairs)。 - 键(key)必须是不可变对象(如字符串、数字、元组等),不能是可变对象(如列表、字典)。 - 字典是无序的(在Python 3.6+中,字典保持插入顺序,但本质上是为映射而设计,不应依赖顺序)。 - 通过键来索引,若键不存在则引发KeyError异常。 - 创建空字典:`d = {}` 或 `d = dict()`。 - 字典的查找速度非常快,因为底层实现是哈希表。 2. 集合(set): - 集合是一种无序的、不重复元素的集合。 - 有两种类型:可变集合(set)和不可变集合(frozenset)。set可以添加、删除元素,而frozenset不能。 - 创建空集合必须使用`set()`,因为`{}`表示空字典。 - 集合的元素必须是不可变对象(可哈希的),因此可以包含数字、字符串、元组等,但不能包含列表、字典等可变对象。 - 集合支持数学上的集合操作,如并、交、差等。 区别: - 字典存储键值对,集合只存储唯一的元素(没有键值对应)。 - 字典通过键来访问值,集合没有键的概念,只能检查元素是否存在。 - 空集合的创建方式不同:集合用`set()`,字典用`{}`。 使用方法示例: - 字典:定义、访问、添加、删除、遍历等。 - 集合:创建、添加元素、删除元素、集合运算(并、交、差等)以及常用方法(如`add`, `remove`, `union`, `intersection`等)。 另外,引用中提到了字典集合的一些常用函数,如`all()`, `any()`, `len()`, `max()`, `min()`, `sorted()`, `sum()`等,这些函数对集合字典(对字典操作时,默认操作键)都适用。 根据以上信息,我们可以组织回答。 </think> ### Python字典集合详解 #### 一、字典(Dictionary) 1. **定义特性** 字典是键值对(key-value)的映射结构,语法为 `{key1: value1, key2: value2}`。 - 键(key)必须是**不可变对象**(如字符串、数字、元组),不能使用列表、字典等可变对象[^1][^2]。 - 值(value)可为任意对象。 - 无序存储(Python 3.6+ 保留插入顺序,但本质仍是映射结构)。 - 空字典创建:`d = {}`。 2. **核心操作** ```python # 创建访问 user = {"id": 101, "name": "Alice", "age": 25} print(user["name"]) # 输出: Alice # 避免KeyError的访问 print(user.get("email", "N/A")) # 键不存在时返回默认值 # 修改添加 user["age"] = 26 # 修改值 user["email"] = "a@test.com" # 添加新键值对 # 删除 del user["id"] # 删除键值对 ``` 3. **优势** 基于哈希表实现,**键查找速度极快**(时间复杂度 $O(1)$),适合高频检索场景[^2]。 --- #### 二、集合(Set) 1. **定义特性** 集合存储**唯一不可变元素**的无序容器,语法为 `{item1, item2}`。 - 元素必须是不可变对象(同字典键的要求)[^3][^4]。 - 空集合创建:`s = set()`(`{}` 表示空字典)[^3]。 - 两种类型: - `set`:可变集合,可增删元素。 - `frozenset`:不可变集合。 2. **核心操作** ```python # 创建修改 s = {1, 2, 3} s.add(4) # 添加元素 s.remove(1) # 删除元素(元素不存在时报错) # 集合运算 a = {1, 2, 3} b = {3, 4, 5} print(a | b) # 并: {1, 2, 3, 4, 5} print(a & b) # 交: {3} ``` 3. **常用函数** `len()`, `max()`, `min()`, `sum()` 等支持集合操作[^5]。 ```python nums = {5, 2, 8} print(sorted(nums)) # 返回排序列表: [2, 5, 8] ``` --- #### 三、字典集合的区别 | **特性** | 字典(dict) | 集合(set) | |----------------|-----------------------|----------------------| | 存储内容 | 键值对(key-value) | 唯一元素(无键值) | | 空对象创建 | `d = {}` | `s = set()` | | 元素要求 | 键必须不可变 | 所有元素必须不可变 | | 主要用途 | 通过键快速检索值 | 去重、集合运算 | | 索引方式 | 通过键索引(如`d["k"]`)| 只能检测元素是否存在 | > **关键区别示例**: > - 字典通过键映射值:`user["name"]` 获取用户名。 > - 集合检查元素存在性:`if 3 in my_set:`。 --- #### 四、典型应用场景 1. **字典** - 数据库记录(如用户信息) - JSON数据解析 - 缓存系统(键值存储) 2. **集合** - 数据去重(如`unique_words = set(text.split())`) - 关系运算(交求共同好友) - 成员快速检测(替代列表提升效率)
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