python夯实基础日记-字典、集合、分支、循环

46、字典

字典是“键值对”的无序可变序列，字典中的毎个元素都是一个“键值对”，包含："键

对象”和“值对象”。可以通过“键对象”实现快速获取、删除、更新对应的“值对象“。

列表中我们通过“下标数字”找到对应的对象。字典中通过“键对象”找到对应的“值对象”·“键”是任意的不可变数据，比如：整数、浮点数、字符串、元组，但是：列表、字典、集合这些可变对象，不能作为“键”。并且“键”不可重复

值”可以是任意的数据，并且可重复。

字典的创建

1.我们可以通过{}、dct{}来创建字典对象

2.通过zip()创建字典对象

>>>k=['name','age', 'job']
>>>v=['gaoqi',18,'techer']
>>>d=dict(zip(k, v))
>>>d
{'name': 'gaoqi', 'age': 18, 'job': 'techer'}

3.通过 fromkeys创建值为空的字典

>>>a=dict. fromkeys(['name', 'age', 'job'])

>>>a 
{'name': None, 'age': None, 'job': None}

47、字典元素的访问

为了测试各种访问方法，我们这里设定一个字典对象：

a={'name':'gaoqi','age':18,'job':'programmer'}

1.通过[键]获得“值”。若键不存在，则抛出异常。

>>>a={'name':'gaoqi','age':18,'job':'programmer'}
>>>a['name']
'gaoqi'
>>>a['age']
18
>>>a['sex']
#KeyError: 'sex'

2.通过get()方法获得“值”。推荐使用。优点是：指定键不存在，返回None；也可以设定指定键不存在时默认返回的对象。-推荐使用get()获取“值对象

>>>a={'name':'gaoqi','age':18,'job':'programmer'}
>>>a.get('name')
'gaoqi'
>>>a.get('sex')
18
>>>a.get('sex','一个男人')
'一个男人'

 3.列出所有的键值对

>>>a={'name':'gaoqi','age':18,'job':'programmer'}
>>>a.items()
dict_items([('name', 'gaoqi'), ('age', 18), ('job', 'programmer')])

4.列出所有的键，列出所有的值 

>>>a={'name':'gaoqi','age':18,'job':'programmer'}
>>>a.keys()
dict_keys(['name', 'age', 'job'])
>>>a.values()
dict_values(['gaoqi', 18, 'programmer'])

 5.len()键值对的个数

6.检测一个“键”是否在字典中

>>>a={'name':'gaoqi','age':18,'job':'programmer'}
>>>'name' in a
True

48 、字典元素添加、修改、删除

1.给字典新增“键值对”。如果“键”已经存在，则覆盖旧的键值对；如果“键”不存在，则新增“键值对”。

>>>a={'name':'gaoqi','age':18,'job':'programmer'}
>>>a['address']='西藏南路'
>>>a['age']=16
>>>a
{'address': '西藏南路', 'age': 16, 'job': 'programmer', 'name': 'gaoqi'}

2.使用 update将新字典中所有键值对全部添加到旧字典对象上。如果key有重复，则直接覆盖

>>>a={'name':'gaoqi','age':18,'job':'programmer'}
>>>b={'name':'mike','money':'1000','sex':'man'}
>>>a.update(b)
>>>a
{'age': 18, 'job': 'programmer', 'money': '1000', 'name': 'mike', 'sex': 'man'}

3.字典中元素的删除，可以使用de()方法；或者 clear()删除所有键值对；pop()删除指定值对，并返回对应的“值对象".

>>>a={'name':'gaoqi','age':18,'job':'programmer'}
>>>del(a['name'])
>>>a
{'age': 18, 'job': 'programmer'}
b=a.pop('age')
b
18

 4- popster0：随机删除和返回该键值对。字典是“无序可变序列”，因此没有第一个元素、最后一个元素的概念； popiten弹出随机的项，因为字典并没有"最后的元素"或者其他有关顺序的概念。若想一个接一个地移除并处理项，这个方法就非常有效（因为不用首先获取键的列表）。

>>>a={'name':'gaoqi','age':18,'job':'programmer'}
>>>a.popitem()
>>>a
{'age': 18, 'name': 'gaoqi'}
>>>a.popitem()
>>>a
{'name': 'gaoqi'}

49、序列解包

 序列解包可以用于元组、列表、宇典。序列解包可以让我们方便的对多个变量赋值。

>>>x,y,z=(20,30,10)
>>>x
20
>>>y
30
>>>z
10
>>>(a,b,c)=(9,8,10)
>>>a
9
>>>[a,b,c]=[9,8,10]
>>>b
8

序列解包用于字典时，默认是对“键”进行操作：如果需要对键值对操作，则需要使用items()；如果需要对“值”进行操作，则需要使用 values();50

>>>s={'name':'gaoqi','age':18,'job':'teacher'}
>>>name,age,job=s
>>>name
'name'
>>>name,age,job=s.items()
>>>name
('name','gaoqi')
>>>name,age,job=s.values()
>>>name
'gaoqi'

50、列表和字典综合嵌套

表格数据使用字典和列表存储，并实现访问

姓名	年龄	薪资	城市
阿大	18	30000	北京
阿二	19	20000	上海
阿三	20	10000	深圳

 

r1={'name':'阿大','age':18,'salary':30000,'city':'北京'}
r2={'name':'阿二','age':19,'salary':20000,'city':'上海'}
r3={'name':'阿三','age':20,'salary':10000,'city':'深圳'}
tb=[r1,r2,r3]
#打印第二行人的薪资
print(tb[1].get('salary'))
#打印表中所有的薪资
for i in range(len(tb)):
    print(tb[i].get('salary'))
#打印表中所有的数据
for j in range(len(tb)):
    print(tb[j].get('name'),tb[j].get('age'),tb[j].get('salary'),tb[j].get('city'))

51、字典核心底层原理（重要）

字典对象的核心是散列表。散列表是一个稀疏数组（总是有空白元素的数组），数组的每个单元叫做 bucket。每个 bucket有两部分：一个是键对象的引用，一个是值对象的引用

由于，所有 bucket结构和大小一致，我们可以通过偏移量来读取指定 bucket

 将一个键值对放进字典的底层过程

>>> a={}
>>> a['name']='gaoqi'

假设字典a对象创建完成后，数组长度为8

我们要把‘name’='gaoqi'这个键值对放到字典对象a中，首先第一步需要计算键‘name’的散列值。Python中可以通过hash()来计算

>>>bin(hash('name'))
'-0b1010111101001110110101100100101'

由于数组长度为8，我们可以拿计算出的散列值的最右边3位数字作为偏移量，即101”，十进制是数字5.我们查看偏移量5，对应的 bucket是否为空。如果为空，则将键值对放进去。如果不为空，则依次取右边3位作为偏移量，即“100"，十进制是数字4。再查看偏移量为4的 bucke是否为空。直到找到为空的 bucket将键值对放进去。

52、根据键查找‘键值对’的底层过程

我们明白了，一个键对是如何存储到数组中的，根据键对象取到值对象，理解起来就简单了

>>> a={}
>>> a['name']='gaoqi'
>>> a.get('name')
'gaoqi'

 当我们调用a.get（"name"），就是根据键"name"查找到“键值对”从而找倒值对象" gaoqi"。
第一步，我们仍然要计算"name”对象的散列值

>>>bin(hash('name'))
'-0b1010111101001110110101100100101'

和存储的底层流程算法一致，也是依次取散列值的不同位置的数字。假设数组长度8，我们可以拿计算出的散列值的最右边3位数字作为偏移量，即“101”，十进制是数字5.我们查看偏移量5，对应的 bucket是否为空。如果为空，则返回None。如果不为空则将这个 bucket的键对象计算对应散列值，和我们的散列值进行比较，如果相等。则将对应“值对象”返回。如果不相等，则再依次取其他几位数字，重新计算偏移量。依次取完然没有找到

用法总结

1.键必须可散列

（1）数字、字符串、元组，都是可散列的。

（2）自定义对象需要支持下面三点

①支持hash()函数

②支持通过__eq__()方法检测相等性

③若a==b为真，则hash（a）==hash（b）也为真

2.字典在内存中开销巨大，典型的空间换时间。

3.键查询速度很快

4.往字典里面添加新建可能导致扩容，导致散列表中键的次序变化。因此，不要在遍历字

典的同时进行字典的修改。最好先遍历，把需要改的值取出来，再进行修改。

53、集合

集合是无序可变，元素不能重复。实际上，集合底层是字典实现，集合的所有元素都是字典中的“键对象”，因此是不能重复的且唯一的。

集合创建和删除

1.使用｛｝创建集合对象，并使用add0方法添加元素

>>> a={3,5,7}
>>> a
{3, 5, 7}
>>> a.add(9)
>>> a
{9, 3, 5, 7}

 2.使用set()，将列表、元组等可迭代对象转成集合。如果原来数据存在重复数据，则只保留一个

>>> a1=['a','b','a','d']
>>> b1=set(a1)
>>> b1
{'d', 'b', 'a'}

3. remove()删除指定元素； clear()清空整个集合

>>> a=[10,20,30,40,50]
>>> a.remove(20)
>>> a
{10,50,30}

集合相关操作

像数学中概念一样， Python对集合也提供了并集、交集、差集等运算。我们出示例 

>>> a={1,3,'sxt'}
>>> b={'he','it','sxt'}
>>> a|b  #并集
{1, 'sxt', 3, 'he', 'it'}
>>> a&b  #交集
{'sxt'}
>>> a-b  #差集
{1, 3}
>>> a.union(b)  #并集
{1, 'sxt', 3, 'he', 'it'}
>>> a.intersection(b)  #交集
{'sxt'}
>>> a.difference(b)  #差集
{1, 3}

54、控制语句

我们在前面学习的过程中，都是很短的示例代码，没有进行复杂的操作。现在，我们将开始学习流程控制语句

前面学习的变量、数据类型（整数、浮点数、布尔）、序列（字符串、列表、元组、字典、集合），可以看做是数据的组织方式。数据可以看做是“砖块”！

流程控制语句是代码的组织方式，可以看做是"混凝土”。

一个完整的程序，离不开“砖块”，也离不开“混凝土”。他们的组合，才能让我们建立从小到“一个方法”，大到“操作系统”，这样各种各样的“软件”。

55、选择结构

选择结构通过判断条件是否成立，来决定执行哪个分支。选择结构有多种形式，分为：单分支、双分支、多分支。

单分支选择结构

if语句单分支结构的语法形式如下

if条件表达式

    语句/语句块

其中

①.条件表达式：可以是逻辑表达式、关系表达式、算术表达式等等

②.语句/语句块：可以是一条语句，也可以是多条语句。多条语句，缩进必须对齐一致。

a=input('请输入一个小于10的数字：')
if int(a)<10:
    print(a)

 条件表达式详解

在选择和循环结构中，条件表达式的值为 False的情况如下：

False、0、0.0、空值None、空序列对象〔空列表、空元组、空集合、空字典、空字符串）、空 range对象、空迭代对象

其他情况，均为True，这么看来， Python所有的合法表达式都可以看做条件表达式，甚至包括函数调用的表达式

if 3: #整数作为条件表达式
    print('ok')
a=[]  #列表作为条件表达式，由于为空列表，是False
if a:
    print('空列表，False')
s='False'  #飞空字符串，是True
if s:
    print('飞空字符串，是True')

56、双分支选择结构

双分支结构的语法格式如下：
if条件表达式：
    语句1/语句块
else：
    语句2/语句块2

import random
s=random.randint(0,20)
if s>=10:
    print('s大于等于10')
else:
    print('s的值为{}，s小于10'.format(s))

三元条件运算符

Python提供了三元运算符，用来在某些简单双分支赋值情况。三元条件运算符语法格式如下
条件为真时的值   if（条件表达式）  else条件为假时的值

上一个案例代码，可以用三元条件运算符实现：

import random
s=random.randint(0,20)
print(s if s<10 else 's大于等于10')

57、多分支结构 

多分支选择结构的语法格式如下：
if条件表达式1:
    语句1/语句块1
elif条件表达式2：
    语句2/语句块2

...
elif条件表达式n：
    语句n/语句块
[else:

语句n+1/语句块n+1

]
【注】计算机行业，描述语法格式时，使用中括号[]通常表示可选，非必选

import random

score = random.randint(0, 100)
grade = ''

if score < 60:
    grade = '不及格'
elif score < 80:
    grade = '及格'
elif score < 90:
    grade = '良好'
else:
    grade = '优秀'

print('分数是{0}，等级是{1}'.format(score, grade))

import random
x = random.randint(-100, 100)
y=random.randint(-100,100)
if(x==0 and y==0):print('原点')
elif(x==0):print('y轴')
elif(y==0):print('x轴')
elif(x>0 and y>0):print('第一象限')
elif(x>0 and y<0):print('第二象限')
elif(x<0and y<0):print('第三象限')
else:
    print('第四象限')

58、选择结构嵌套

选择结构可以嵌饔，使用时一定要注意控制好不同级别代码块的缩进量咽因为缩进量决定了代码的从属关系。语法格式如下

if 表达式1:
    语句块1
    if 表达式2:
        语句块2
    else：
        语句块3
else：
    if 表达式4:
        语句块4

import random
score = random.randint(0, 100)

if score>=90:
    degree='A'
elif score>=80:degree='B'
elif score>=70:degree='C'
elif score>=60:degree='D'
else:
    degree='E'
print('分数为{},等级为{}'.format(score,degree))

import random
score = random.randint(0, 100)
string1='ABCDE'
num=score//10
if num<6:num=5
degree=string1[9-num]
print('分数为{},等级为{}'.format(score,degree))

59、循环结构

循环结构用来重复执行一条或多条语句。表达这样的逻辑：如果符合条件，则反复执行循环体里的语句。在每次执行完后都会判断一次条件是否为True，如果为True则重复执行循环体里的语句。图示如下

循环体里面的语句至少应该包含改变条件表达式的语句，以使循环趋于结束；否则，就会变成一个死循环。

while循环

while循环的语法格式如下
Whle条件表达式
循环体语句

num = 0
while num <= 10:
    print(num)
    num += 1

 

a = 0
sum_all = 0
while a <= 100:
    sum_all = sum_all + a
    a += 1
print('1-100所有数的累加和：',sum_all)

def fibs():
    a=0
    b=1
    while True:
        a,b=b,a+b
        yield a

for each in fibs():
    if each>100:
        break
    print(each)