Python编程 从入门到实践-6

字典

• 一个简单的字典
• 使用字典
• 遍历字典
• 嵌套

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一个简单的字典

alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
print(alien_0['color'])
print(alien_0['points'])

字典alien_0存储了外星人的颜色和点数。使用两条print语句来访问并打印这些信息，如下所示：

green
5

使用字典

在Python中，字典是一系列键—值对。每个键都与一个值相关联，你可以使用键来访问与之相关联的值。与键相关联的值可以是数字、字符串、列表乃至字典。
事实上，可将任何Python对象用作字典中的值。
在Python中，字典用放在花括号{}中的一系列键—值对表示，如前示例所示：

alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}

键和值之间用冒号分隔，而键—值对之间用逗号分隔。在字典中，你想存储多少个键—值对都可以。
最简单的字典只有一个键—值对，如下述修改后的字典alien_0所示：

alien_0 = {'color': 'green'}

这个字典只存储了一项有关alien_0的信息，具体地说是这个外星人的颜色。在这个字典中，字符串’color’是一个键，与之相关联的值为’green’。

• 访问字典中的值

要获取与键相关联的值，可依次指定字典名和放在方括号内的键，如下所示：

alien_0 = {'color': 'green'}
print(alien_0['color'])

这将返回字典alien_0中与键’color’相关联的值：

green

• 添加键-值对

字典是一种动态结构，可随时在其中添加键—值对。要添加键—值对，可依次指定字典名、用方括号括起的键和相关联的值。

alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
print(alien_0)
alien_0['x_position'] = 0
alien_0['y_position'] = 25
print(alien_0)

打印修改后的字典时，将看到这两个新增的键—值对：

{'color': 'green', 'points': 5}
{'color': 'green', 'points': 5, 'y_position': 25, 'x_position': 0}

注意，键—值对的排列顺序与添加顺序不同。Python不关心键—值对的添加顺序，而只关心键和值之间的关联关系。

• 先创建一个空字典

有时候，在空字典中添加键—值对是为了方便，而有时候必须这样做。为此，可先使用一对空的花括号定义一个字典，再分行添加各个键—值对。例如，下例演示了如何以这种方式创建字典alien_0：

alien_0 = {}
alien_0['color'] = 'green'
alien_0['points'] = 5
print(alien_0)

这里首先定义了空字典alien_0，再在其中添加颜色和点数，得到前述示例一直在使用的字典：

{'color': 'green', 'points': 5}

使用字典来存储用户提供的数据或在编写能自动生成大量键—值对的代码时，通常都需要先定义一个空字典。

• 修改字典中的值

要修改字典中的值，可依次指定字典名、用方括号括起的键以及与该键相关联的新值。例如，假设随着游戏的进行，需要将一个外星人从绿色改为黄色：

alien_0 = {'color': 'green'}
print("The alien is " + alien_0['color'] + ".")
alien_0['color'] = 'yellow'
print("The alien is now " + alien_0['color'] + ".")

我们首先定义了一个表示外星人alien_0的字典，其中只包含这个外星人的颜色。接下来，我们将与键’color’相关联的值改为’yellow’。输出表明，这个外星人确实从绿色变成了黄色：

The alien is green.
The alien is now yellow.

• 删除键值对

对于字典中不再需要的信息，可使用del语句将相应的键—值对彻底删除。使用del语句时，必须指定字典名和要删除的键。
例如，下面的代码从字典alien_0中删除键’points’及其值：

alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
print(alien_0)
del alien_0['points']
print(alien_0)

输出表明，键’points’及其值5已从字典中删除，但其他键—值对未受影响：

{'color': 'green', 'points': 5}
{'color': 'green'}

• 由类似对象组成的字典

在前面的示例中，字典存储的是一个对象的多种信息，但你也可以使用字典来存储众多对象的同一种信息。

favorite_languages = {
    'jen': 'python',
    'sarah': 'c',
    'edward': 'ruby',
    'phil': 'python',
}
print("Sarah's favorite language is " + favorite_languages['sarah'].title() + ".")

正如你看到的，我们将一个较大的字典放在了多行中。其中每个键都是一个被调查者的名字，而每个值都是被调查者喜欢的语言。确定需要使用多行来定义字典时，在输入左花括号后按回车键，再在下一行缩进四个空格，指定第一个键—值对，并在它后面加上一个逗号。此后你再次按回车键时，文本编辑器将自动缩进后续键—值对，且缩进量与第一个键—值对相同。

输出指出了Sarah喜欢的语言：

Sarah's favorite language is C.

遍历字典

一个Python字典可能只包含几个键—值对，也可能包含数百万个键—值对。

鉴于字典可能包含大量的数据，Python支持对字典遍历。字典可用于以各种方式存储信息，因此有多种遍历字典的方式：可遍历字典的所有键—值对、键或值。

• 遍历所有的键-值对

可以使用一个for循环来遍历一个字典：

user_0 = {
    'username': 'efermi',
    'first': 'enrico',
    'last': 'fermi',
}
for key, value in user_0.items():
    print("\nKey: " + key)
    print("Value: " + value)

for语句包含字典名和方法items()，它返回一个键—值对列表。接下来，for循环依次将每个键—值对存储到指定的两个变量中。

我们使用这两个变量来打印每个键及其相关联的值。第一条print语句中的”\n”确保在输出每个键—值对前都插入一个空行：

Key: last
Value: fermi

Key: first
Value: enrico

Key: username
Value: efermi

• 遍历字典中的所有键

在不需要使用字典中的值时，方法keys()很有用。下面来遍历字典favorite_languages，并将每个被调查者的名字都打印出来：

favorite_languages = {
    'jen': 'python',
    'sarah': 'c',
    'edward': 'ruby',
    'phil': 'python',
}
for name in favorite_languages.keys():
    print(name.title())

输出列出了每个被调查者的名字：

Jen
Sarah
Phil
Edward

遍历字典时，会默认遍历所有的键，因此，如果将上述代码中的for name in favorite_languages.keys():替换为for name in favorite_languages:，输出将不变。

• 按顺序遍历字典中的所有键

要以特定的顺序返回元素，一种办法是在for循环中对返回的键进行排序。为此，可使用函数sorted()来获得按特定顺序排列的键列表的副本：

favorite_languages = {
    'jen': 'python',
    'sarah': 'c',
    'edward': 'ruby',
    'phil': 'python',
}
for name in sorted(favorite_languages.keys()):
    print(name.title() + ", thank you for taking the poll.")

输出表明，按顺序显示了所有被调查者的名字：

Edward, thank you for taking the poll.
Jen, thank you for taking the poll.
Phil, thank you for taking the poll.
Sarah, thank you for taking the poll.

• 遍历字典中的所有值

如果你感兴趣的主要是字典包含的值，可使用方法values()，它返回一个值列表，而不包含任何键。例如，如果我们想获得一个这样的列表，即其中只包含被调查者选择的各种语言，而不包含被调查者的名字，可以这样做：

favorite_languages = {
    'jen': 'python',
    'sarah': 'c',
    'edward': 'ruby',
    'phil': 'python',
}
print("The following languages have been mentioned:")
for language in favorite_languages.values():
    print(language.title())

这条for语句提取字典中的每个值，并将它们依次存储到变量language中。通过打印这些值，就获得了一个列表，其中包含被调查者选择的各种语言：

The following languages have been mentioned:
Python
C
Python
Ruby

这种做法提取字典中所有的值，而没有考虑是否重复。
为剔除重复项，可使用集合（set）。集合类似于列表，但每个元素都必须是独一无二的：

favorite_languages = {
    'jen': 'python',
    'sarah': 'c',
    'edward': 'ruby',
    'phil': 'python',
}
print("The following languages have been mentioned:")
for language in set(favorite_languages.values()):
    print(language.title())

结果是一个不重复的列表，其中列出了被调查者提及的所有语言：

The following languages have been mentioned:
Python
C
Ruby

嵌套

• 字典列表

alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
alien_1 = {'color': 'yellow', 'points': 10}
alien_2 = {'color': 'red', 'points': 15}
aliens = [alien_0, alien_1, alien_2]
for alien in aliens:
    print(alien)

{'color': 'green', 'points': 5}
{'color': 'yellow', 'points': 10}
{'color': 'red', 'points': 15}

在下面的示例中，我们使用range()生成了30个外星人：

# 创建一个用于存储外星人的空列表
aliens = []

# 创建30个绿色的外星人
for alien_number in range(30):
    new_alien = {'color': 'green', 'points': 5, 'speed': 'slow'}
    aliens.append(new_alien)

# 显示前五个外星人
for alien in aliens[:5]:
    print(alien)
print("...")

# 显示创建了多少个外星人
print("Total number of aliens: " + str(len(aliens)))

{'speed': 'slow', 'color': 'green', 'points': 5}
{'speed': 'slow', 'color': 'green', 'points': 5}
{'speed': 'slow', 'color': 'green', 'points': 5}
{'speed': 'slow', 'color': 'green', 'points': 5}
{'speed': 'slow', 'color': 'green', 'points': 5}
...

Total number of aliens: 30

• 在字典中存储列表

有时候，需要将列表存储在字典中。

在本章前面有关喜欢的编程语言的示例中，如果将每个人的回答都存储在一个列表中，被调查者就可选择多种喜欢的语言。在这种情况下，当我们遍历字典时，与每个被调查者相关联的都是一个语言列表，而不是一种语言；因此，在遍历该字典的for循环中，我们需要再使用一个for循环来遍历与被调查者相关联的语言列表：

favorite_languages = {
    'jen': ['python', 'ruby'],
    'sarah': ['c'],
    'edward': ['ruby', 'go'],
    'phil': ['python', 'haskell'],
}
for name, languages in favorite_languages.items():
    print("\n" + name.title() + "'s favorite languages are:")
    for language in languages:
        print("\t" + language.title())

Jen's favorite languages are:
Python
Ruby

Sarah's favorite languages are:
C

Phil's favorite languages are:
Python
Haskell

Edward's favorite languages are:
Ruby
Go

• 在字典中存储字典

可在字典中嵌套字典，但这样做时，代码可能很快复杂起来。

users = {
    'aeinstein': {
        'first': 'albert',
        'last': 'einstein',
        'location': 'princeton',
    },
    'mcurie': {
        'first': 'marie',
        'last': 'curie',
        'location': 'paris',
    },
}
for username, user_info in users.items():
    print("\nUsername: " + username)
    full_name = user_info['first'] + " " + user_info['last']
    location = user_info['location']

    print("\tFull name: " + full_name.title())
    print("\tLocation: " + location.title())

变量user_info包含用户信息字典，而该字典包含三个键：’first’、’last’和’location’；对于每位用户，我们都使用这些键来生成整洁的姓名和居住地，然后打印有关用户的简要信息：

Username: aeinstein
    Full name: Albert Einstein
    Location: Princeton

Username: mcurie
    Full name: Marie Curie
    Location: Paris