【python3小白上路系列】字典

感觉自己的pc快被自己折腾坏了,换了内存以后重启就蓝屏,今天搞完事情要完整地看一下怎么处理。

第6章 字典

在本章中,你将学习能够将相关信息关联起来的Python字典。你将学习如何访问和修改字典中的信息。鉴于字典可存储的信息量几乎不受限制,因此我们会演示如何遍历字典中的数据。另外,你还将学习存储字典的列表、存储列表的字典和存储字典的字典。

理解字典后,你就能够更准确地为各种真实物体建模。你可以创建一个表示人的字典,然后想在其中存储多少信息就存储多少信息:姓名、年龄、地址、职业以及要 描述的任何方面。你还能够存储任意两种相关的信息,如一系列单词及其含义,一系列人名及其喜欢的数字,以及一系列山脉及其海拔等。

6.1 一个简单的字典

来看一个游戏,其中包含一些外星人,这些外星人的颜色和点数各不相同。下面是一个简单的字典,存储了有关特定外星人的信息:

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

print(alien_0['color'])
print(alien_0['points'])

运行结果:


6.2 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,如前面的示例所示:

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

键—值对是两个相关联的值。指定键时,Python将返回与之相关联的值。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'}
6.2.1 访问字典中国中的值

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'])

运行结果:


6.2.2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。

下面在字典alien_0 中添加两项信息:外星人的 x 坐标和 y 坐标,让我们能够在屏幕的特定位置显示该外星人。我们将这个外星人放在屏幕左边缘,且离屏幕上边缘25像素的地 方。由于屏幕坐标系的原点通常为左上角,因此要将该外星人放在屏幕左边缘,可将 x 坐标设置为0;要将该外星人放在离屏幕顶部25像素的地方,可将 y 坐标设置为25,如下所示:

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

alien_0['x_position'] = 0
alien_0['y_position'] = 25
print(alien_0)

运行结果


6.2.3 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['point'] = 5

print(alien_0)
6.2.4 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 = {}

alien_0['color'] = 'green'
alien_0['point'] = 5

print("The alien is " + alien_0['color'] + ".")

alien_0['color'] = 'yellow'
print("The alien is " + alien_0['color'] + ".")

运行结果:



来看一个更有趣的例子:对一个能够以不同速度移动的外星人的位置进行跟踪。为此,我们将存储该外星人的当前速度,并据此确定该外星人将向右移动多远:

alien_0 = {'x_position':0,'y_position':25,'speed':'medium'}
print("Original x-position: " + str(alien_0['x_position']))

# 向右移动外星人
# 据外星人当前速度决定将其移动多远

if alien_0['speed'] == 'slow':
    x_increment = 1
elif alien_0['speed'] == 'medium':
    x_increment = 2
else:
    x_increment = 3

#新位置等于老位置加增量
alien_0['x_position'] = alien_0['x_position'] + x_increment
print("New x-position: " + str(alien_0['x_position']))

运行结果:


6.2.5 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 = {'color':'green','point':5}
print(alien_0)

del alien_0['point']
print(alien_0)

运行结果:


6.2.6 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(游戏中的一个外星人)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。例如,假设你要调查很多人,询问他们最喜 欢的编程语言,可使用一个字典来存储这种简单调查的结果,如下所示:

favorite_languages = { 
    'jen': 'python', 
    'sarah': 'c',
    'edward': 'ruby',
    'phil': 'python', 
    }

给定被调查者的名字,可使用这个字典轻松地获悉他喜欢的语言:

favorite_languages = { 
    'jen': 'python', 
    'sarah': 'c',
    'edward': 'ruby',
    'phil': 'python',
    }

print("Sarah's favorite language is " + favorite_languages['sarah'])

运行结果:


6.3 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。

6.3.1 遍历所有的键—值对
user_0 = {
    'username':'efermi',
    'first':'enrico',
    'last':'fermi',
}

for key,value in user_0.items():
    print("\nKey: " + key)
    print("Value: " + value)

运行结果:



在6.2.6节的示例favorite_languages.py中,字典存储的是不同人的同一种信息;对于类似这样的字典,遍历所有的键—值对很合适。如果遍历字典favorite_languages ,将得到 其中每个人的姓名和喜欢的编程语言。由于其中的键都是人名,而值都是语言,因此我们在循环中使用变量name 和language ,而不是key 和value ,这让人更容易明白循环的作用:

favorite_languages = { 
    'jen': 'python', 
    'sarah': 'c',
    'edward': 'ruby',
    'phil': 'python',
    }

for name,language in favorite_languages.items():
    print(name.title() + "'s favorite language is " + 
    language.title() + ".")

运行结果:


6.3.2 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:

for name in favorite_languages.keys():
    print(name.title())

运行结果:


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。

如果显式地使用方法keys() 可让代码更容易理解,你可以选择这样做,但如果你愿意,也可省略它。(初学还是不要省略,容易看不懂) 在这种循环中,可使用当前键来访问与之相关联的值。

下面来打印两条消息,指出两位朋友喜欢的语言。我们像前面一样遍历字典中的名字,但在名字为指定朋友的名字时,打印一条消息,指出其喜欢的语言:

favorite_languages = { 
    'jen': 'python', 
    'sarah': 'c',
    'edward': 'ruby',
    'phil': 'python',
    }

friends = ['phil','sarah']
for name in favorite_languages.keys():
    print(name.title())
    if name in friends:
        print("Hi " + name.title() +
        ", I see your favorite language is " + 
        favorite_languages[name].title() + "!")

运行结果:


6.3.3 按顺序遍历字典中的所有键

字典总是明确地记录键和值之间的关联关系,但获取字典的元素时,获取顺序是不可预测的。这不是问题,因为通常你想要的只是获取与键相关联的正确的值。 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',
    }

friends = ['phil','sarah']
for name in sorted(favorite_languages.keys()):
    print(name.title())
    if name in friends:
        print("Hi " + name.title() +
        ", I see your favorite language is " + 
        favorite_languages[name].title() + "!")

运行结果:


这里我还是用上面的代码做了改造
6.3.4 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())

运行结果:


这种做法提取字典中所有的值,而没有考虑是否重复。涉及的值很少时,这也许不是问题,但如果被调查者很多,最终的列表可能包含大量的重复项。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())

运行结果:


可以看到去掉一个python

6.4 嵌套

有时候,需要将一系列字典存储在列表中,或将列表作为值存储在字典中,这称为嵌套 。你可以在列表中嵌套字典、在字典中嵌套列表甚至在字典中嵌套字典。正如下面的示例
将演示的,嵌套是一项强大的功能。

6.4.1 字典列表

字典alien_0 包含一个外星人的各种信息,但无法存储第二个外星人的信息,更别说屏幕上全部外星人的信息了。如何管理成群结队的外星人呢?一种办法是创建一个外星人列表,其中每个外星人都是一个字典,包含有关该外星人的各种信息。例如,下面的代码创建一个包含三个外星人的列表:

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)

运行结果:



更符合现实的情形是,外星人不止三个,且每个外星人都是使用代码自动生成的。在下面的示例中,我们使用range() 生成了30个外星人:

#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5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)))

运行结果:



这些外星人都具有相同的特征,但在Python看来,每个外星人都是独立的,这让我们能够独立地修改每个外星人。 在什么情况下需要处理成群结队的外星人呢?想象一下,可能随着游戏的进行,有些外星人会变色且移动速度会加快。必要时,我们可以使用for 循环和if 语句来修改某些外星人的颜色。例如,要将前三个外星人修改为黄色的、速度为中等且值10个点,可以这样做:

#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)

#修改部分外星人
for alien in aliens[:3]:
    if alien['color'] == 'green':
        alien['color'] = 'yellow'
        alien['speed'] = 'medium'
        alien['points'] = 10
#显示前5个外星人
for alien in aliens[0:5]:
    print(alien)
print("...")

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

运行结果:


6.4.2 在字典中存储列表

有时候,需要将列表存储在字典中,而不是将字典存储在列表中。例如,你如何描述顾客点的比萨呢?如果使用列表,只能存储要添加的比萨配料;但如果使用字典,就不仅可在其中包含配料列表,还可包含其他有关比萨的描述。

在下面的示例中,存储了比萨的两方面信息:外皮类型和配料列表。其中的配料列表是一个与键'toppings' 相关联的值。要访问该列表,我们使用字典名和键'toppings' ,就像访问字典中的其他值一样。这将返回一个配料列表,而不是单个值:

# 存储所点披萨的信息
pizza = {
    'crust':'thick',
    'toppings':['mushrooms','extra cheese']
}
# 概述所点的披萨
print("You ordered a " + pizza['crust'] + "-crust pizza" + 
    " with the following toppings:")

for topping in pizza['toppings']:
    print("\t" + topping)

运行结果:



每当需要在字典中将一个键关联到多个值时,都可以在字典中嵌套一个列表。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())

运行结果:


6.4.3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。例如,如果有多个网站用户,每个都有独特的用户名,可在字典中将用户名作为键,然后将每位用户的信息存储在一个字典中,并将该字典作为与用户名相关联的值。在下面的程序中,对于每位用户,我们都存储了其三项信息:名、姓和居住地;为访问这些信息,我们遍历所有的用户名, 并访问与每个用户名相关联的信息字典:

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())

运行结果:


6.5 总结

在本章中,你学习了:

  • 如何定义字典
  • 如何使用存储在字典中的信息
  • 如何访问和修改字典中的元素
  • 如何遍历字典中的所有信息;如何遍历字典中所有的键-值对、所
    有的键和所有的值
  • 如何在列表中嵌套字典、在字典中嵌套列表以及在字典中嵌套字典

这个嵌套真的是够我琢磨一阵子的,就到这里吧~


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