Python零基础入门（八）——字典与集合

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导语

欢迎来到本系列教程的第八篇，这一篇博客将介绍关于字典和集合的基础知识。字典和集合是 Python 中常用的数据结构，它们可以用于存储和处理各种类型的数据。在本篇博客中，我们将一步步介绍字典的创建、访问和操作，以及集合的创建和运算。

字典

字典和列表类似，也是可变序列，不过与列表不同，它是无序的可变序列，保存的内容是以 “键值对（key-value）” 的形式存放的，即，字典中的每个元素由一个键和一个值组成，键和值之间用冒号（:）分隔，每个键值对之间用逗号（,）分隔。字典的键必须是唯一的，而值可以是任意类型的对象。

字典的创建和删除

在 Python 中，可以使用花括号 {} 和冒号来创建一个字典。例如：

person = {"name": "Alice", "age": 25, "gender": "female"}

也可以使用内置的 dict() 函数来创建字典。例如：

person = dict(name="Alice", age=25, gender="female")

要删除字典，可以使用 del 语句。例如：

person = {"name": "Alice", "age": 25, "gender": "female"}
del person

另外，如果只是想删除字典的全部元素，可以使用字典对象的 clear() 方法实现。执行 clear() 方法后，原字典将变为空字典。下面的代码将清除字典的全部元素：

person. clear()

除了上面介绍的方法可以删除字典元素，还可以使用字典对象的 pop() 方法删除并返回指定 “键” 的元素，以及使用字典对象的 popitem() 方法随机地移除字典中的一个键值对，并返回被移除的键和值。

通过“键值对”访问字典

可以通过字典中的键来访问对应的值。例如：

person = {"name": "Alice", "age": 25, "gender": "female"}
print(person["name"])

输出结果为：

Alice

如果访问的键不存在，将会抛出 KeyError 异常。为了避免这种情况，可以使用 get() 方法来获取值。例如：

person = {"name": "Alice", "age": 25, "gender": "female"}
print(person.get("height", "Unknown"))		# get 方法设置默认值，当指定的键不存在时，得到的结果就是指定的默认值。

输出结果为：

Unknown

遍历字典

Python 中，字典对象提供了 items()、values() 和 keys() 方法，用于返回字典的 “键值对”、值和键列表，可以通过 for 循环遍历该字典的 “键值对”、值和键列表：

person = {"name": "Alice", "age": 25, "gender": "female"}
for key, value in person.items():
    print(key, value)
for value in person.values():
    print(value)
for key in person:		# 等效于 for key in person.keys():	
    print(key)
'''
输出：
name Alice
age 25
gender female
Alice
25
female
name
age
gender
'''

添加、修改和删除字典元素

可以使用赋值运算符来添加、修改和删除字典的元素。例如，添加新的键值对：

person = {"name": "Alice", "age": 25, "gender": "female"}
person["height"] = 165

修改已有键的值：

person = {"name": "Alice", "age": 25, "gender": "female"}
person["age"] = 26

删除指定键的键值对：

person = {"name": "Alice", "age": 25, "gender": "female"}
del person["gender"]

当删除一个不存在的键时，将抛出 KeyError 异常。因此，需要将上面的代码修改为以下内容，从而防止删除不存在的元素时抛出异常：

person = {"name": "Alice", "age": 25, "gender": "female"}
if "gender" in person:
	del person["gender"]
print(person)

字典推导式

字典推导式是一种简洁创建字典的方法，类似于列表推导式。它可以根据一个表达式和一个可迭代对象来创建字典。例如，将列表的元素作为键，其平方作为值创建字典：

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
squared_dict = {x: x**2 for x in numbers}
print(squared_dict)

输出结果为：

{1: 1, 2: 4, 3: 9, 4: 16, 5: 25}

集合

集合是一种无序、不重复元素的数据结构。集合中的元素可以是任意类型的（如整数、浮点数、字符串、元组等），它有可变集合（set） 和不可变集合（frozenset） 两种。这里所要介绍的 set 集合是可变序列。在形式上，集合的所有元素都放在一-对大括号 “{}” 中，两个相邻元素间使用逗号 “,” 分隔。集合最好的应用就是成员检测和去重，因为集合中的每个元素都是唯一的。

集合的创建和删除

在 Python 中，可以使用花括号 “{}” 或 set() 函数来创建一个集合。例如：

fruits = {"apple", "banana", "cherry"}
nums = {3,1,4,1,5,9,2,6}
set1 = {'Python',28,('人生苦短','我用Python')}

使用 set() 函数将列表、元组等其他可迭代对象转换为集合：

fruits = set("人生苦短，我用Python")
nums = set([3,1,4,1,5,9,2,6])
set1 = ( ('Python',28,('人生苦短','我用Python')) )

要删除集合，可以使用 del 语句。例如：

fruits = {"apple", "banana", "cherry"}
del fruits

注意：

1. 在创建集合时，如果输入了重复的元素，Python 会自动只保留一个。
2. 由于 Python 中的 set 集合是无序的，所以每次输出时元素的排列顺序可能不同。
3. 创建集合时推荐采用 set() 函数实现。这是因为在创建空集合时，只能使用 set() 函数实现，而不能使用一对大括号 “{}” 实现，在 Python 中，直接使用一对大括号 “{}” 表示创建一个空字典。

集合的添加和删除

可以使用 add() 方法向集合中添加元素。例如：

fruits = {"apple", "banana", "cherry"}
fruits.add("orange")

可以使用 remove() 方法或 discard() 方法删除集合中的元素。它们的区别在于，remove() 方法在元素不存在时会抛出 KeyError 异常，而 discard() 方法不会。例如：

fruits = {"apple", "banana", "cherry"}
fruits.remove("banana")
fruits.discard("orange")

另外，如果只是想删除集合的全部元素，可以使用集合对象的 clear() 方法实现。执行 clear() 方法后，原集合将变为空集合。还可以使用集合对象的 pop() 方法随机移除并返回一个元素。

集合的交集、并集和差集运算

集合最常用的操作就是进行交集、并集和差集运算。例如，交集运算使用 & 符号，并集运算使用 | 符号，差集运算使用 - 符号：

fruits1 = {"apple", "banana", "cherry"}
fruits2 = {"banana", "orange", "pear"}
intersection = fruits1 & fruits2
union = fruits1 | fruits2
difference = fruits1 - fruits2

列表、元组、字典和集合的区别

数据结构	是否可变	是否重复	是否有序	定义符号
列表	可变	可重复	有序	[]
元组	不可变	可重复	有序	()
字典	可变	可重复	无序	{key:value}
集合	可变	不可重复	无序	{ }

结语

在本篇博客中，介绍了 Python 中的字典和集合。列字典是一种键值对的数据结构，用于存储和管理可变的数据集合，而集合是一种无序、不重复元素的数据结构，用于高效地进行成员检测和去重。

希望本篇博客对你学习 Python 有所帮助。祝你在学习 Python 的过程中取得成功！