【Python】细说字典，详细到不行

目录

1、什么是字典

 2、字典的实现原理

 3、字典的创建

4、字典元素的获取

5、key 的判断

6、字典元素的删除

7、字典元素的增加

 8、获取字典视图的三个方法

9、字典元素的遍历

10、 字典的其他方法

11、 使用字典格式化字符串

12、字典的特点

13、字典生成式

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1、什么是字典

python内置的数据结构之一，和列表一样是一个可变序列（可以执行增删改）

以键值对的方式存储数据，字典是一个无序的序列

 为了保存具有映射关系的数据，Python 提供了字典，字典相当于保存了两组数据，其中一组数据是关键数据，被称为 key；另一组数据可通过 key 来访问，被称为 value。形象地看，字典中 key 和 value 的关联关系如上图所示

 在使用花括号语法创建字典时，花括号中应包含多个 key-value 对，key 与 value 之间用英文冒号隔开；多个 key-value 对之间用英文逗号隔开。

 2、字典的实现原理

与查字典类似，查字典是根据部首或拼音查找相应的页码，python中的字典是根据key查找value所在的位置。根据hash（key）计算存储位置，找到存储的数据。

需要指出的是，元组可以作为 dict 的 key，但列表不能作为元组的 key。这是由于 dict 要求 key 必须是不可变类型，但列表是可变类型，因此列表不能作为元组的 key。 

 3、字典的创建

• 使用花括号

scores={'张三':100,'李四':98,'王五':45}

• 使用内置函数dict()

dict(name='jack',age=20)

在使用 dict() 函数创建字典时，可以传入多个列表或元组参数作为 key-value 对，每个列表或元组将被当成一个 key-value 对，因此这些列表或元组都只能包含两个元素。例如如下代码：

vegetables = [('celery', 1.58), ('brocoli', 1.29), ('lettuce', 2.19)]
# 创建包含3组key-value对的字典
dict3 = dict(vegetables)
print(dict3) # {'celery': 1.58, 'brocoli': 1.29, 'lettuce': 2.19}
cars = [['BMW', 8.5], ['BENS', 8.3], ['AUDI', 7.9]]
# 创建包含3组key-value对的字典
dict4 = dict(cars)
print(dict4) # {'BMW': 8.5, 'BENS': 8.3, 'AUDI': 7.9}

如果不为 dict() 函数传入任何参数，则代表创建一个空的字典。例如如下代码：

# 创建空的字典
dict5 = dict()
print(dict5) # {}

 还可通过为 dict 指定关键字参数创建字典，此时字典的 key 不允许使用表达式。例如如下代码：

# 使用关键字参数来创建字典
dict6 = dict(spinach = 1.39, cabbage = 2.59)
print(dict6) # {'spinach': 1.39, 'cabbage': 2.59}

4、字典元素的获取

scores={'张三':100,'李四':98,'王五':45}

• 利用[]：scores['张三']
• >>>100
• get()方法：scores.get('张三')
• >>>100

[]如果字典中不存在指定的key，则抛出KeyError异常

get()方法取值，如果字典中不存在默认指定的key，不会抛出KeyError而是返回None，可以通过参数设置默认的value，以便指定的key不存在时返回

5、key 的判断

• in：指定的key在字典中返回True
• not in：指定的key在字典中不存在则返回True

cars = {'BMW': 8.5, 'BENS': 8.3, 'AUDI': 7.9}
# 判断cars是否包含名为'AUDI'的key
print('AUDI' in cars) # True
# 判断cars是否包含名为'PORSCHE'的key
print('PORSCHE' in cars) # False
print('LAMBORGHINI' not in cars) # True

6、字典元素的删除

使用del语句

del scores['张三']

7、字典元素的增加

如果要为 dict 添加 key-value 对，只需为不存在的 key 赋值即可

scores={'张三':100,'李四':98,'王五':45}
scores['老六']=66
print(scores)#{'张三':100,'李四':98,'王五':45,'老六':66}

如果对 dict 中存在的 key-value 对赋值，新赋的 value 就会覆盖原有的 value，这样即可改变 dict 中的 key-value 对。例如如下代码：

scores={'张三':100,'李四':98,'王五':45}
scores['老六']=55
print(scores)#{'张三':100,'李四':98,'王五':45,'老六':55}

 8、获取字典视图的三个方法

• keys()：获取字典中所有的key
• values()：获取字典中所有的value
• items()：获取字典中所有key,value对

cars = {'BMW': 8.5, 'BENS': 8.3, 'AUDI': 7.9}
# 获取字典所有的key-value对，返回一个dict_items对象
ims = cars.items()
print(type(ims)) # 
# 将dict_items转换成列表
print(list(ims)) # [('BMW', 8.5), ('BENS', 8.3), ('AUDI', 7.9)]
# 访问第2个key-value对
print(list(ims)[1]) # ('BENS', 8.3)
# 获取字典所有的key，返回一个dict_keys对象
kys = cars.keys()
print(type(kys)) # 
# 将dict_keys转换成列表
print(list(kys)) # ['BMW', 'BENS', 'AUDI']
# 访问第2个key
print(list(kys)[1]) # 'BENS'
# 获取字典所有的value，返回一个dict_values对象
vals = cars.values()
# 将dict_values转换成列表
print(type(vals)) # [8.5, 8.3, 7.9]
# 访问第2个value
print(list(vals)[1]) # 8.3

从上面代码可以看出，程序调用字典的 items()、keys()、values() 方法之后，都需要调用 list() 函数将它们转换为列表，这样即可把这三个方法的返回值转换为列表。 

9、字典元素的遍历

scores={'张三':100,'李四':98,'王五':45}
for item in scores:
    print(item)
>>>张三
   李四
   王五

scores={'张三':100,'李四':98,'王五':45}
for item in scores:
    print(item,scores[item],scores.get(item))
>>>张三,100,100
   李四,98,98
   王五,45,45

10、 字典的其他方法

clear()方法

clear() 用于清空字典中所有的 key-value 对，对一个字典执行 clear() 方法之后，该字典就会变成一个空字典。例如如下代码：

cars = {'BMW': 8.5, 'BENS': 8.3, 'AUDI': 7.9}
print(cars) # {'BMW': 8.5, 'BENS': 8.3, 'AUDI': 7.9}
# 清空cars所有key-value对
cars.clear()
print(cars) # {}

update()方法

update() 方法可使用一个字典所包含的 key-value 对来更新己有的字典。在执行 update() 方法时，如果被更新的字典中己包含对应的 key-value 对，那么原 value 会被覆盖；如果被更新的字典中不包含对应的 key-value 对，则该 key-value 对被添加进去。例如如下代码：

cars = {'BMW': 8.5, 'BENS': 8.3, 'AUDI': 7.9}
cars.update({'BMW':4.5, 'PORSCHE': 9.3})
print(cars)#{'BMW': 4.5, 'BENS': 8.3, 'AUDI': 7.9,'PORSCHE': 9.3}

pop方法

pop() 方法用于获取指定 key 对应的 value，并删除这个 key-value 对。如下方法示范了 pop() 方法的用法：此程序中，第 2 行代码将会获取“AUDI”对应的 value，并删除该 key-value 对。

cars = {'BMW': 8.5, 'BENS': 8.3, 'AUDI': 7.9}
print(cars.pop('AUDI')) # 7.9
print(cars) # {'BMW': 8.5, 'BENS': 8.3}

popitem()方法

popitem() 方法用于随机弹出字典中的一个 key-value 对。

此处的随机其实是假的，正如列表的 pop() 方法总是弹出列表中最后一个元素，实际上字典的 popitem() 其实也是弹出字典中最后一个 key-value 对。由于字典存储 key-value 对的顺序是不可知的，因此开发者感觉字典的 popitem() 方法是“随机”弹出的，但实际上字典的 popitem() 方法总是弹出底层存储的最后一个 key-value 对。

cars = {'AUDI': 7.9, 'BENS': 8.3, 'BMW': 8.5}
print(cars)
# 弹出字典底层存储的最后一个key-value对
print(cars.popitem()) # ('AUDI', 7.9)
print(cars) # {'BMW': 8.5, 'BENS': 8.3}

由于实际上 popitem 弹出的就是一个元组，因此程序完全可以通过序列解包的方式用两个变量分别接收 key 和 value。例如如下代码： 

# 将弹出项的key赋值给k、value赋值给v
k, v = cars.popitem()
print(k, v) # BENS 8.3

setdefault()方法

setdefault() 方法也用于根据 key 来获取对应 value 的值。但该方法有一个额外的功能，即当程序要获取的 key 在字典中不存在时，该方法会先为这个不存在的 key 设置一个默认的 value，然后再返回该 key 对应的 value。

总之，setdefault() 方法总能返回指定 key 对应的 value；如果该 key-value 对存在，则直接返回该 key 对应的 value；如果该 key-value 对不存在，则先为该 key 设置默认的 value，然后再返回该 key 对应的 value。

如下代码示范了 setdefault() 方法的用法：

cars = {'BMW': 8.5, 'BENS': 8.3, 'AUDI': 7.9}
# 设置默认值，该key在dict中不存在，新增key-value对
print(cars.setdefault('PORSCHE', 9.2)) # 9.2
print(cars)
# 设置默认值，该key在dict中存在，不会修改dict内容
print(cars.setdefault('BMW', 3.4)) # 8.5
print(cars)

fromkeys()方法

fromkeys() 方法使用给定的多个 key 创建字典，这些 key 对应的 value 默认都是 None；也可以额外传入一个参数作为默认的 value。该方法一般不会使用字典对象调用（没什么意义），通常会使用 dict 类直接调用。例如如下代码：

# 使用列表创建包含2个key的字典
a_dict = dict.fromkeys(['a', 'b'])
print(a_dict) # {'a': None, 'b': None}
# 使用元组创建包含2个key的字典
b_dict = dict.fromkeys((13, 17))
print(b_dict) # {13: None, 17: None}
# 使用元组创建包含2个key的字典，指定默认的value
c_dict = dict.fromkeys((13, 17), 'good')
print(c_dict) # {13: 'good', 17: 'good'}

11、 使用字典格式化字符串

在格式化字符串时，如果要格式化的字符串模板中包含多个变量，后面就需要按顺序给出多个变量，这种方式对于字符串模板中包含少量变量的情形是合适的，但如果字符串模板中包含大量变量，这种按顺序提供变量的方式则有些不合适。可改为在字符串模板中按 key 指定变量，然后通过字典为字符串模板中的 key 设置值。

# 字符串模板中使用key
temp = '教程是:%(name)s, 价格是:%(price)010.2f, 出版社是:%(publish)s'
book = {'name':'Python基础教程', 'price': 99, 'publish': 'C语言中文网'}
# 使用字典为字符串模板中的key传入值
print(temp % book)
book = {'name':'C语言小白变怪兽', 'price':159, 'publish': 'C语言中文网'}
# 使用字典为字符串模板中的key传入值
print(temp % book)
>>>教程是:Python基础教程, 价格是:0000099.00, 出版社是:C语言中文网
教程是:C语言小白变怪兽, 价格是:0000159.00, 出版社是:C语言中文网

12、字典的特点

1. 字典中的所有元素都是一个key-value对，key不允许重复，value可以重复
2. 字典中的元素是无序的
3. 字典中的key必须是不可变对象
4. 字典也可以根据需要动态伸缩
5. 字典会浪费较大的内存，是一种使用空间换时间的数据结构

13、字典生成式

 内置函数zip()：用于将可迭代的对象作为参数，将对象中对应的元素打包成一个元组，然后返回由这些元组组成的列表

items=['Fruits','Books','Others']
prices=[96,78,85]
d={item:price    for item,price in zip{items,prices)}
print(d)
#{'Fruits':96,'Books':78,'Others':85}