10python字典

来源:https://www.cnblogs.com/palien/archive/2022/11/21/16912102.html
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列表和字典的區別是列表可以通過索引來訪問值，而字典可以通過名稱來訪問各個值。 字典這種數據結構稱為映射(mapping)，字典是Python中唯一內置映射類型，值不按照順序排列，而是存儲再鍵下麵。 其中鍵可以是數字、字元串或元組等不可變數據類型。 字典的用途 字典的名稱指出了這種數據結構的用途。日常 ...


列表和字典的區別是列表可以通過索引來訪問值，而字典可以通過名稱來訪問各個值。

字典這種數據結構稱為映射(mapping)，字典是Python中唯一內置映射類型，值不按照順序排列，而是存儲再鍵下麵。
其中鍵可以是數字、字元串或元組等不可變數據類型。

字典的用途

字典的名稱指出了這種數據結構的用途。日常生活中的字典和Python中的字典都能夠輕鬆的通過單詞(鍵)獲取其定義的值。

  • 表示棋盤的分佈，其中每個鍵都是由坐標組成的元組
  • 存儲文件修改時間，其中的鍵為文件名
  • 數字電話/地址簿

通過列表查找數據：

>>> 
>>> names = ['Alice', 'Beth', 'Cecil', 'Dee-Dee', 'Earl']
>>> numbers = ['2341', '9102', '3158', '0142', '5551']
>>> numbers[names.index('Cecil')]  # 要查找Ceil的號碼，通過列表的方式很麻煩
'3158'
>>>

創建和使用字典

上面查找電話號碼的，可以通過創建一個字典實現。

>>> phonebook = {'Alice': '2314', 'Beth': '9102', 'Cecil': '3258'}
>>> phonebook['Alice']
'2314'
>>>

字典(dict)由鍵(key)及其對應的值(value)組成，這種鍵-值對稱為項(item)。

在上面的示例中，鍵為名字，值為手機號。

每個鍵與值之間都是用冒號(:)分隔，項之間使用逗號分隔，整個字典放在大括弧中。

空字典(沒有任何項)用兩個大括弧表示，類似於 {}。

在字典(以及其他映射類型)中，鍵必須是獨一無二的，而字典中的值無此要求。

可以使用函數dict從其他映射(如其他字典)或鍵值對序列創建字典：

>>> 
>>> items = [('name', 'Gubmy'), ('age', 42)]
>>> d = dict(items) 
>>> d
{'name': 'Gubmy', 'age': 42}
>>> d['name']
'Gubmy'
>>>
>>> 
>>> d = dict(name='Gumby', age=42)   # 使用關鍵字實參創建字典
>>> d
{'name': 'Gumby', 'age': 42}
>>>

字典基本操作

字典的基本行為在很多方面類似於序列。

  • len(d)返回字典項(鍵值對)數
  • d[k]返回與k相關聯的值
  • d[k] = v將值v關聯到鍵k
  • del d[k]刪除鍵為k的項
  • k in d檢查字典d是否包含鍵位k的項

字典和列表有一些不同之處。

  • 鍵的類型：字典中鍵可以是整數，單並非必須是整數。字典中的鍵可以是任何不可變的類型，如浮點數(實數)、字元串、元組。——字典的主要優點

  • 自動添加：即便是字典中原本沒有鍵，也可以給他賦值，這將在字典中創建一個新項；但是如果不適用append或其他類似方法，就不能給列表中沒有的元素賦值

  • 成員資格：表達式 k in d(其中 d是一個字典)查找的是鍵而不是值，而表達式 v in l(其中 l是一個列表)查找的是值而不是索引。其實字典中的鍵可以理解為列表中的索引，所以這裡不一樣。查字典中是否包含鍵的效率比檢查列表中是否包含值更高，這也說明瞭數據結構越大效率差距就越大。

    >>> 
>>> x = []
>>> x[42] = 'Foobar' # 因為空列表中沒有索引42，所以會報錯。定義的時候必須使用[None]*43才可以
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
IndexError: list assignment index out of range
>>>
>>> x = {}
>>> x[42] = 'Foobar' # 空字典中可以給沒有的鍵賦值，會生成新的item
>>> x
{42: 'Foobar'}
>>>

創建電話簿資料庫代碼示例

# 一個簡單的資料庫

# 將一個人名用作鍵的字典，每個人都用一個字典表示
# 字典中包含鍵'phone'和'addr'，它們分別與電話號碼和地址相關聯

people = {
  'Alice': {
    'phone': '2341',
    'addr': 'Foo driver 23' 
  },
  
  'Beth': {
    'phone': '9102',
    'addr': 'Bar street 42'
  },
  
  'Cecil': {
    'phone': '3158',
    'addr': 'Baz avenue 90'
  }
}

# 電話號碼和地址的描述性標簽，供列印輸出時使用
labels = {
  'phone': 'phone number',
  'addr': 'address'
}

name = input('Name: ')

# 要查找電話號碼還是地址
request = input('Phone number (p) or address (a) ? ')

# 使用正確的鍵
if request == 'p':
  key = 'phone'
if request == 'a': key = 'addr'

# 僅當名字是字典中包含的鍵時才列印信息
if name in people:
      print("{}'s {} is {}.".format(name, labels[key], people[name][key]))
    

# Output
Name: Beth
Phone number (p) or address (a) ? p
Beth's phone number is 9102.

格式化引用字典

字元產格式化引用最常用的方法為format。

同樣可以通過在字典中存儲一系列命名的值，可讓格式設置更容易些。提取的時候只需在格式字元串中提取所需要的信息即可，使用format_map來指出你將通過一個映射來提供所需要的信息。

>> 
>>> phonebook = {'Alice': '2314', 'Beth': '9102', 'Cecil': '3258'}
>>> "Cecil's phone number is {Cecil}.".format_map(phonebook)
"Cecil's phone number is 3258."
>>>
>>>
>>>  # 只要所有的欄位名稱都包含在字典的鍵中，可以指定任意數量的轉換說明符。如下：
template = '''
<html>
    <head>
        <title>
            {title}
        </title>
    </head>
    <body>
        <h1>
            {title}
        </h1>
        <p>
            {text}
        </p>
    </body>
</html>
'''

data = {'title': 'My Home Page', 'text': 'Welcome to my home page!'}

print(template.format_map(data))

# Output
'''
<html>
    <head>
        <title>
            My Home Page
        </title>
    </head>
    <body>
        <h1>
            My Home Page
        </h1>
        <p>
            Welcome to my home page!
        </p>
    </body>
</html>
'''

字典方法

與其他內置類型一樣，字典也有方法，字典的方法很有用，介紹幾個常用的字典方法。

  • clear

方法clear刪除所有字典項。

>>> 
>>> d = {}
>>> d['name'] = 'Gumby'
>>> d['age'] = 42
>>> d
{'name': 'Gumby', 'age': 42}
>>> returned_value = d.clear()
>>> d
{}
>>> print(returned_value) 
None
>>>
>>>  # 場景一：通過給x賦值空字典來“清空”x，但是不影響y。這種方法很有用。
>>> x = {}
>>> y = x
>>> x['key'] = 'value'
>>> y
{'key': 'value'}
>>> x
{'key': 'value'}
>>> x = {}
>>> y
{'key': 'value'}
>>> x
{}
>>>
>>>  # 場景二：調用clear方法，會同時刪除x、y中的元素。這種方法很有用
>>> x = {}
>>> y = x
>>> x['key'] = 'value'
>>> y
{'key': 'value'}
>>> x
{'key': 'value'}
>>> x.clear()
>>> y
{}
>>> x
{}
>>>
  • copy

方法copy返回一個新字典，其包含的鍵值對與原來的字典相同(這個方法執行的是淺複製，因為值本身是原件，而非副本)。

淺複製得到的副本，替換副本中的值，原件不受影響，但是修改副本中的值也會一併修改原件中的值，因為原件指向的也是被修改的值。

深複製就可以避免這種問題。

>>> 
>>> x = {'username': 'admin', 'machines': ['foo', 'bar', 'baz']}
>>> y = x.copy()  # 淺複製
>>> y['username'] = 'mlh'
>>> y['machines'].remove('bar')
>>> y
{'username': 'mlh', 'machines': ['foo', 'baz']}
>>> x
{'username': 'admin', 'machines': ['foo', 'baz']} # 原件變化
>>>
>>>
>>> 
>>> from copy import deepcopy
>>> d = {}
>>> d['name'] = ['Alfred', 'Berthand']
>>> c = d.copy()
>>> dc = deepcopy(d) # 深複製
>>> d['name'].append('Clive')
>>> c
{'name': ['Alfred', 'Berthand', 'Clive']} # 原件不變
>>> dc
{'name': ['Alfred', 'Berthand']}
>>>
  • fromkeys

方法fromkeys創建一個新字典，其中包含指定的鍵，且每個鍵對應的值都是None。

# 從空字典創建另一個字典
d = {}
df = d.fromkeys(['name', 'age']) 
print(df) # {'name': None, 'age': None}

# 直接使用dict創建字典(dict是所有字典所屬類型)
df = dict.fromkeys(['name', 'key'])
print(df) # {'name': None, 'age': None}

# 提供特定的值創建字典
df1 = dict.fromkeys(['name', 'age'], '(unknown)')
print(df1) # {'name': '(unknown)', 'age': '(unknown)'}
  • get

方法get為訪問字典項提供了寬鬆的環境。因為通常訪問字典中沒有的項，將發生錯誤。

>>> 
>>> d = {}
>>> d['name'] # 通常訪問報錯
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
KeyError: 'name'
>>>
>>> print(d.get('name')) # 通過get方法訪問返回None
None
>>>
>>> d.get('name', 'N/A') # 指定預設值(如果有值就返回，沒有就返回預設值)
'N/A'
>>>
>>> d['name'] = 'Eric'
>>> d 
{'name': 'Eric'}
>>> d.get('name')  # 訪問的時候有值
'Eric'

使用get方法優化有的代碼：

# 一個使用get()的簡單的資料庫，可以保證即使輸入的值不對也能正常輸出

# 將一個人名用作鍵的字典，每個人都用一個字典表示
# 字典中包含鍵'phone'和'addr'，它們分別與電話號碼和地址相關聯

people = {
  'Alice': {
    'phone': '2341',
    'addr': 'Foo driver 23' 
  },
  
  'Beth': {
    'phone': '9102',
    'addr': 'Bar street 42'
  },
  
  'Cecil': {
    'phone': '3158',
    'addr': 'Baz avenue 90'
  }
}

# 電話號碼和地址的描述性標簽，供列印輸出時使用
labels = {
  'phone': 'phone number',
  'addr': 'address'
}

name = input('Name: ')

# 要查找電話號碼還是地址
request = input('Phone number (p) or address (a)? ')

# 使用正確的鍵
key = request # 如果request既不是'p'也不是'a'
if request == 'p': key = 'phone'
if request == 'a': key = 'addr'

# 使用get提供預設值
person = people.get(name, {})
label = labels.get(key, key)
result = person.get(key, 'not available')

# 才列印信息
print("{}'s {} is {}.".format(name, label, result))
  • items

方法items返回一個包含所有字典項的列表，其中每個元素都已(key, value)的形式展示。其中排序是不確定的。

返回值屬於一種名稱為字典視圖的特殊類型，可迭代，可檢查長度。字典視圖生成後不會複製原字典，即使修改了原字典。

可以使用list將字典視圖轉換為列表。

>>> 
>>> d = {'title': 'Python Web Site', 'url': 'http://www.python.org', 'span': 0}
>>> d.items()
dict_items([('title', 'Python Web Site'), ('url', 'http://www.python.org'), ('span', 0)]) # 返回值屬於一種名稱為字典視圖的特殊類型，可迭代，可檢查長度
>>>
>>> it = d.items()
>>> len(it)
3
>>> ('span', 0) in it
True
>>>
>>> d['span'] = 1  # 修改字典d並不影響字典視圖it
>>> ('span', 0) in it
False
>>> d['span'] = 0   
>>> ('span', 0) in it
True
>>>
>>> l = list(d.items())  # 使用list方法將字典視圖轉換為列表
>>> l
[('title', 'Python Web Site'), ('url', 'http://www.python.org'), ('span', 0)]
>>>
  • keys

方法keys返回一個字典視圖，其中包含指定字典中的鍵。

>>> 
>>> d = {'title': 'Python Web Site', 'url': 'http://www.python.org', 'span': 0}
>>> d.keys() 
dict_keys(['title', 'url', 'span'])
>>>
  • values

方法values返回一個由字典中的值組成的字典視圖。不同於方法keys，方法values返回的視圖可能包含重覆的值。

>>> 
>>> d = {}
>>> d[1] = 1
>>> d[2] = 2 
>>> d[3] = 3 
>>> d[4] = 1 
>>> d
{1: 1, 2: 2, 3: 3, 4: 1}
>>> d.values()
dict_values([1, 2, 3, 1])
>>>
  • pop

方法pop可用於獲取與指定鍵關聯的的值，並將該鍵值對從字典中刪除。

>>> 
>>> d = {'x': 1, 'y': 2, 'z': 3}
>>> d.pop('x')
1
>>> d
{'y': 2, 'z': 3}
>>>
  • popitem

方法popitem類似於list.pop，但list.pop彈出列表的最後一個元素，而popitem隨機彈出一個字典項(因為字典項的順序是不確定的，所有沒有'最後一個元素'的概念)，因此字典也沒有類似列表中append的方法，無意義。

這個方法可以高效的逐個刪除並處理所有字典項，因為這樣無需先獲取字典列表。

>>>
>>> d = {'title': 'Python Web Site', 'url': 'http://www.python.org', 'span': 0}
>>> d.popitem()
('span', 0)
>>> d
{'title': 'Python Web Site', 'url': 'http://www.python.org'}
>>>
  • setdefault

方法setdefault有點像get，有鍵時獲取值，但是無鍵時可以添加鍵值對

>>> 
>>> d = {'title': 'Python Web Site', 'url': 'http://www.python.org', 'span': 0}
>>> d.setdefault('title')
'Python Web Site'
>>> d
{'title': 'Python Web Site', 'url': 'http://www.python.org', 'span': 0}
>>> d.setdefault('name', 'N/A') # setdefault指定的值不存在時，返回指定值並更新字典；如果沒有指定，同get一樣返回None
'N/A'
>>> d
{'title': 'Python Web Site', 'url': 'http://www.python.org', 'span': 0, 'name': 'N/A'}
>>> d.setdefault('type', 'Python') 
'Python'
>>> d
{'title': 'Python Web Site', 'url': 'http://www.python.org', 'span': 0, 'name': 'N/A', 'type': 'Python'}
>>>
  • update

方法update使用一個字典中的項來更新另一個字典，如果沒有就添加，如果有就更新。

>>> 
>>> d = {'title': 'Python Web Site', 'url': 'http://www.python.org', 'spam': 0} 
>>> x = {'title': 'Python Language Website'}
>>> d.update(x) # 這裡要理解下，是對字典d調用update方法，所以因該是使用字典x去更新字典d的內容，而不是改變字典x的內容
>>> d
{'title': 'Python Language Website', 'url': 'http://www.python.org', 'spam': 0}
>>>

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