Python字典和集合

一.字典

容器型数据类型在什么时候使用

• 如果需要同时保存多个数据 -> 序列(容器型数据类型)
• 如果要保存的多个数据是相同意义的数据(数据之间不需要区分) -> 列表
• 如果要保存的多个数据的意义不同(数据之间需要分区) -> 字典

1.什么是字典(dict)

a.什么是字典
字典是容器型数据类型, 将{}作为容器的标志,里面多个元素用逗号隔开，但是字典中的元素是键值对: {键1:值1, 键2:值2,...}
可变的(支持增删改), 无序(不支持下标操作)

b.键值对
字典中的所有元素都必须是键值对, 键和值必须成对出现; 字典存数据存的是值，键是用来区分和说明不同的值的
键 - 任意不可变的数据都可以作为键， 实际开发的时候一般将字符串做为key；键是唯一的
值 - 任何类型的数据都可以作为字典的value

c.键是不可变

dict2 = {10: 100, 'a': 200, (1, 2): 300}
# dict3 = {10: 100, 'a': 200, ['a': 10]: 300}     # TypeError: unhashable type: 'list'
# key是唯一的
dict4 = {'a': 10, 'a': 100, 'b': 20}
print(dict4)    # {'a': 100, 'b': 20}

2.字典的增删改查

1)查 - 获取字典的值

a.获取单个值
字典[key] - 获取字典中指定key对应的值, 如果key不存在会报错
字典.get(key) - 获取字典中指定key对应的值, 如果key不存在不会报错，并且返回None
字典.get(key, 默认值) - 获取字典中指定key对应的值, 如果key不存在不会报错, 并且返回指定的默认值

person = {'name': '小明', 'age': 20, 'tel': '1530002273'}
print(person['tel'])
# print(person['height'])   # KeyError: 'height'

print(person.get('age'))
print(person.get('height'))       # None
print(person.get('height', 0))    # 0

b.遍历
for key in 字典:
      循环体

①推荐使用这种方式遍历

for x in person:
    print('x:', x, person[x])

② 其他的遍历方式(不要写这样的代码)

for key, value in person.items():
    print(key, value)
print(person.items())

3.增/改

1 ) 字典[key] = 值 - 当key存在的时候，修改字典指定key对应的值;当key不存在的时候，添加'key:值'的键值对。

person = {'name': '小明', 'age': 20, 'tel': '1530002273'}
person['name'] = '小花'
print(person)
person['score'] = 90
print(person)

4.删 - 删除键值对

1 ) del 字典[key] - 删除字典中指定key对应的键值对
2 ) 字典.pop(key) - 取出字典中指定key对应的值(key对应的键值对会从字典中消失)

person = {'name': '小花', 'age': 20, 'tel': '1530002273', 'score': 90}
del person['age']
print(person)

name = person.pop('name')
print(person, name)

练习: 保存一个班所有的学生的信息(姓名、学号、年龄、成绩、电话; 假设一般5个人)

all_student = [
    {'name': '小明', 'age': 28, 'score': 90, 'tel': '1828333333'},
    {'name': '小红', 'age': 16, 'score': 78, 'tel': '16253723283'},
    {'name': 'Tom', 'age': 21, 'score': 23, 'tel': '12623378293'},
    {'name': 'Bom', 'age': 17, 'score': 98, 'tel': '13572378237'},
    {'name': '大黄', 'age': 30, 'score': 76, 'tel': '18923672368'}
]

# 1)统计以上学生中不及格学生的人数
count = 0
for student in all_student:
    if student['score'] < 60:
        count += 1
print('不及格学生的人数:', count)
# 2)将打印所有未成年人学生的姓名
print('未成年学生:')
for student in all_student:
    if student['age'] < 18:
        print(student['name'])
# 3)将年龄为25岁以上的学生的电话号码设置为'保密'
for student in all_student:
    if student['age'] > 25:
        student['tel'] = '保密'
print(all_student)

5.运算符: ==, !=, is

*不支持+, , <, <=, >, >=

dict1 = {'a': 1, 'b': 2}
dict2 = {'b': 2, 'a': 1}
print(dict1 == dict2)    # True

# print(dict1 + dict2)    # TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'dict' and 'dict'
# print(dict2 > dict1)    # TypeError: '>' not supported between instances of 'dict' and 'dict'

6.in / not in

key in 字典 / key not in 字典 - 判断key是否存在/不存在

dog = {'name': '旺财', 'age': 3, 'kind': '中华田园犬'}
print('name' in dog)    # True
print('旺财' in dog)     # False

7.len， dict

len(字典) - 字典的长度（字典键值对的个数）
dict(数据) - 将指定的数据转换成字典;
数据的要求:1)数据本身是序列 2)序列中的元素也是序列 3)小序列中的元素有且只有两个，第一个元素不可变

dict3 = dict([[1, 2], ('a', 'b'), ('name', '小明'), ['age', 18], 'he'])
print(dict3)    # {1: 2, 'a': 'b', 'name': '小明', 'age': 18, 'h': 'e'}

8.字典转列表 - 将字典所有的key取出来作为列表的元素

dog = {'name': '旺财', 'age': 3, 'kind': '中华田园犬'}
list1 = list(dog)
print(list1)    # ['name', 'age', 'kind']

9.字典.clear() - 清空字典

dog = {'name': '大黄', 'age': 4, 'gender': '公狗', 'kind': '土狗'}
dog.clear()
print(dog)

10.字典.copy() - 拷贝字典，返回新的字典

dog = {'name': '大黄', 'age': 4, 'gender': '公狗', 'kind': '土狗'}
dog2 = dog.copy()
dog['name'] = '小黄'
print(dog2)

10.dict.fromkeys(序列, 值) - 创建新字典；将序列中的元素作为key，指定的值作为每个key的value，去创建一个新的字典

dict1 = dict.fromkeys(['name', 'age', 'gender'], 0)
print(dict1)

11.字典.items()、字典.values()、字典.keys()

1 ) 字典.keys() -> 获取字典所有的key并且返回, 返回的数据类型是序列但是不是列表
2 ) 字典.values() -> 获取字典所有的value并且返回，返回的数据类型是序列但是不是列表
3 ) 字典.items() -> 同时获取字典所有的key和value, 返回一个序列，序列中元素是有两个元素的元祖，这两个元素分别是key和value。

dog = {'name': '大黄', 'age': 4, 'gender': '公狗', 'kind': '土狗'}
print(list(dog.keys()))   # ['name', 'age', 'gender', 'kind']
print(list(dog.values()))  # ['大黄', 4, '公狗', '土狗']
print(dog.items())    # dict_items([('name', '大黄'), ('age', 4), ('gender', '公狗'), ('kind', '土狗')])

12.字典.setdefault(key, value) - 字典中添加键值对(key存在的时候不会修改)

dog = {'name': '大黄', 'age': 4, 'gender': '公狗', 'kind': '土狗'}
dog.setdefault('color', '黄色')
print(dog)    # {'name': '大黄', 'age': 4, 'gender': '公狗', 'kind': '土狗', 'color': '黄色'}

dog.setdefault('name', '财财')
print(dog)       # {'name': '大黄', 'age': 4, 'gender': '公狗', 'kind': '土狗', 'color': '黄色'}

13.字典1.update(字典2) - 将字典2中的键值对更新到字典1中（不存在的就添加，存在的就覆盖）

dog = {'name': '大黄', 'age': 4, 'gender': '公狗', 'kind': '土狗'}
dict2 = {'name': '小明', 'height': 170}
dog.update(dict2)
print(dog)     # {'name': '小明', 'age': 4, 'gender': '公狗', 'kind': '土狗', 'height': 170}

练习2:设置数据保存一个班级的信息： 班级名字、位置、所有的老师(名字、性别、QQ、职责) 所有的学生(姓名、学校、电话、性别、年龄、紧急联系人(...))

class1 = {
    'class_name': 'python1906',
    'teachers': [
        {'name': '余婷', 'gender': '女', 'qq': '726550822', 'duty': '讲师'},
        {'name': '张老师', 'gender': '女', 'qq': '828333', 'duty': '班主任'}
    ],
    'students': [
        {
            'name': '小明',
            'school': '川大',
            'tel': '2382638',
            'contacts': {
                            'name': '张三',
                            'tel': '2327387',
                            'relationship': '父亲'
                        }
        },
        {
            'name': '小红',
            'school': '交大',
            'tel': '82939283',
            'contacts': {
                            'name': '李四',
                            'tel': '2327387',
                            'relationship': '母亲'
                        }
        }
    ]
}

for student in class1['students']:
    if student['name'] == '小明':
        print(student['contacts']['name'])

二.集合

1.什么是集合(set)

集合是容器型数据类型，将{}作为容器标志里面多个元素用逗号隔开: {元素1, 元素2, 元素3,...}
可变的(支持增删改)、无序的(不支持下标操作)
集合中的元素: 不可变的，唯一的(自带去重)

1）空集合

注意: {}表示空字典

x = {}
print(type(x))   # 

set1是一个空集合

set1 = set()
print(type(set1))   # 

2 .集合中的元素

1 ) 集合中的元素不可变

# set3 = {[1, 2], 2, 'hus'}    # TypeError: unhashable type: 'list'

2) 集合中的元素是唯一的

set4 = {1, 2, 'hus', 1}
print(set4)    # {1, 2, 'hus'}

3.增删改查

1 ) 查 - 遍历集合

set5 = {23, 3, 5, 67, 8}
for x in set5:
    print(x)
67
3
5
8
23

2)增

a.添加单个元素: 集合.add(元素) - 在集合中添加指定元素

set5 = {23, 3, 5, 67, 8}
set5.add(100)
print(set5)   # {67, 3, 5, 100, 8, 23}

b.集合.update(序列) - 将序列中所有的元素添加到集合中

set5 = {23, 3, 5, 67, 8, 100}
set5.update('abc')
print(set5)  # {67, 3, 5, 100, 'b', 8, 'c', 23, 'a'}

set5.update({'name': '小明', 'age': 18})
print(set5)  #  {67, 3, 5, 100, 'b', 8, 'c', 'name', 23, 'a', 'age'}

3).删 - 删除元素

集合.remove(元素) - 删除集合中指定元素，元素不存在报错
集合.discard(元素) - 删除集合中指定元素, 元素不存在不报错

set5 = {67, 3, 5, 100, 'b', 8, 'c', 'name', 23, 'a', 'age'}
set5.remove(100)
print(set5)   # {67, 3, 5, 'b', 8, 'c', 'name', 23, 'a', 'age'}

set5.discard(67)   
print(set5)      # {3, 5, 'b', 8, 'c', 'name', 23, 'a', 'age'}
set5.discard(1000)     # 集合里没有该元素，不报错

4.相关操作

1) in / not in

set5 = {23, 3, 5, 67, 8}
print(8 in set5)   # True

2)len， set

set(序列) - 所有的序列都能转换成集合(元素不可变); 自动去重

list1 = [10, 23, 10, 25, 30, 12, 23]
list1 = list(set(list1))
print(list1)    #  [10, 12, 23, 25, 30]

5.集合的运算

1 ) 数学集合运算: 并集(|), 交集(&), 差集(-), 对称差集(^), >/<(包含关系)

set1 = {1, 2, 3, 4, 5, 6}
set2 = {4, 5, 6, 7, 8}
a.并集: 集合1 | 集合2 -> 将两个集合合并在一起产生一个新的集合

print(set1 | set2)   # {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}

b.交集: 集合1 & 集合2 -> 获取两个集合的公共部分产生一个新的集合

print(set1 & set2)   # {4, 5, 6}

c.差集: 集合1 - 集合2 -> 获取集合1中去掉集合2剩下的部分

print(set1 - set2)    # {1, 2, 3}
print(set2 - set1)    # {8, 7}

d.对称差集：集合1 ^ 集合2 -> 获取集合1和集合2合并后去掉公共部分剩下的部分
print(set1 ^ set2) # {1, 2, 3, 7, 8}

e.集合1 > 集合2 - 判断集合1中是否包含集合2
f.集合1 < 集合2 - 判断集合2中是否包含集合1

set3 = {5, 6, 7, 8, 9}
set4 = {1, 2}
print(set3 > set4)    # False
print(set3 > {5, 6})  # True
print(set3 > {5, 6, 1})   # False