第五章字典和集合本章將介紹一種通過名字引用值的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)類型稱為映射（mapping）。字典是Python中唯一內(nèi)建的映射類型，字典是另一種可變?nèi)萜髂Ｐ?，可存儲任意類型對象。集合和字典類似，但集合沒有映射。Python快樂學(xué)習(xí)班的同學(xué)“參觀”學(xué)習(xí)完字符串主題園后，他們來到字典屋。在“序列號”大巴上時，導(dǎo)游給每位同學(xué)編了一個序號，在字典屋，Python快樂學(xué)習(xí)班的同學(xué)將通過序號找到同學(xué)的名稱，也將通過名稱找到序號?，F(xiàn)在讓我們陪同Python快樂學(xué)習(xí)班的同學(xué)一同進(jìn)入字典屋。5.1認(rèn)識字典在Python中，字典是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的功能就如它的命名一樣，可以像漢語字典一樣使用。字典這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的功能，就如這個名字一樣，可以像我們學(xué)習(xí)的時候使用《漢語字典》那樣來使用：在使用漢語字典時，我們即可以從頭到尾一頁一頁去查找某個字，也可以通過拼音索引或筆畫索引快速找到某個字，在漢語字典中找拼音索引和筆畫索引是很輕松簡單的。Python中對字典進(jìn)行了構(gòu)造，讓我們可以輕松查到某個特定的鍵（類似拼音或筆畫索引），從而通過鍵找到對應(yīng)的值（類似具體某個字）。假如需要創(chuàng)建一個可以存儲學(xué)生姓名和學(xué)號的小型數(shù)據(jù)庫，應(yīng)該怎么做呢？我們嘗試使用之前學(xué)習(xí)過的列表來實現(xiàn)，輸入如下：>>>students=['小萌','小智','小強(qiáng)','小張','小李']>>>numbers=['000','001','002','003','004']>>>index_num=students.index("小智")>>>print(f'小智在students中的索引下標(biāo)是：{index_num}')小智在students中的索引下標(biāo)是：1>>>xiaozhi_num=numbers[index_num]>>>print(f'小智在numbers中的序號是：{xiaozhi_num}')小智在numbers中的序號是：001輸出結(jié)果是我們想要的，但是看這個編寫的代碼，當(dāng)數(shù)據(jù)量比較大時，顯然是不適用的。我們想要的真正效果應(yīng)該是像使用index方法一樣，index返回的是索引位置，我們希望的直接返回索引位置上的值，比如像這樣：>>>print('小智的序號是：',numbers['小智'])小智的學(xué)號是：0015.2字典的創(chuàng)建和使用字典的創(chuàng)建格式如下：>>>d={key1:value1,key2:value2}字典由多個鍵及與其對應(yīng)的值構(gòu)成的對組成（把鍵/值對稱為項）。字典的每個鍵/值(key/value)對用冒號(:)分割，每個項之間用逗號(,)分割，整個字典包括在花括號({})中。空字典（不包括任何項）由兩個大括號組成，如：{}。鍵必須是唯一的，但值則不必。值可以取任何數(shù)據(jù)類型，但鍵必須是不可變的，如字符串、數(shù)字或元組。簡單的字典示例：>>>dict_define={'小萌':'000','小智':'001','小強(qiáng)':'002'}>>>dict_define{'小萌':'000','小智':'001','小強(qiáng)':'002'}5.2.1dict()函數(shù)的定義與使用可以用dict函數(shù)，通過其他映射（比如其他字典）或者（鍵/值）這樣的序列對建立字典。看如下輸入：>>>student=[('name','小智'),('number','001')]>>>student[('name','小智'),('number','001')]>>>type(student)<class'list'>>>>student_info=dict(student)>>>type(student_info)<class'dict'>>>>print(f'學(xué)生信息：{student_info}')學(xué)生信息：{'name':'小智','number':'001'}>>>student_name=student_info['name']>>>print(f'學(xué)生姓名：{student_name}')學(xué)生姓名：小智>>>student_num=student_info['number']#從字典中輕松獲取學(xué)生序號>>>print(f'學(xué)生序號：{student_num}')學(xué)生學(xué)號：001dict函數(shù)可以通過關(guān)鍵字參數(shù)的形式創(chuàng)建字典，操作示例如下：>>>student_info=dict(name='小智',number='001')>>>print(f'學(xué)生信息：{student_info}')學(xué)生信息：{'name':'小智','number':'001'}通過關(guān)鍵字創(chuàng)建字典是dict()函數(shù)非常有用的一個功能，應(yīng)用非常便捷，在實際項目應(yīng)用中，可以多加使用。5.2.2操作字典字典的基本操作在很多方面與序列（sequence）類似，也支持修改、刪除等操作。下面進(jìn)行具體的講解。1.字典的修改字典的修改包括字典的更新和新增兩個操作。如下示例:>>>student={'小萌':'000','小智':'001','小強(qiáng)':'002'}>>>print(f'更改前，student：{student}')更改前，student：{'小萌':'000','小智':'001','小強(qiáng)':'002'}>>>xiaoqiang_num=student['小強(qiáng)']>>>print(f'更改前，小強(qiáng)的序號是：{xiaoqiang_num}')更改前，小強(qiáng)的序號是：002>>>student['小強(qiáng)']='005'#更新小強(qiáng)的序號為005>>>xiaoqiang_num=student['小強(qiáng)']>>>print(f'更改后，小強(qiáng)的序號是：{xiaoqiang_num}')更改后，小強(qiáng)的序號是：0052.字典元素的刪除此處的刪除指的是顯式刪除，顯式刪除一個字典用del命令，如下示例：>>>student={'小強(qiáng)':'002','小萌':'000','小智':'001','小張':'003'}>>>print(f'刪除前:{student}')刪除前:{'小強(qiáng)':'002','小萌':'000','小智':'001','小張':'003'}>>>delstudent['小張']#刪除鍵值為“小張”的鍵>>>print(f'刪除后:{student}')刪除后:{'小強(qiáng)':'002','小萌':'000','小智':'001'}除了刪除鍵，也可以刪除整個字典。3.字典的特性在Python中，字典中的值可以沒有限制地取任何值，既可以是標(biāo)準(zhǔn)對象，也可以是用戶定義的對象，但鍵不行。兩個重要的點(diǎn)需要記?。海?）在一個字典中，不允許同一個鍵出現(xiàn)兩次，即鍵不能相同。創(chuàng)建字典時如果同一個鍵被賦值兩次或以上，則最后一次的賦值會覆蓋前一次的賦值，輸入如下：>>>student={'小萌':'000','小智':'001','小萌':'002'}#小萌賦兩次值，第一次000，第二次002>>>print(f'學(xué)生信息：{student}')學(xué)生信息：{'小萌':'002','小智':'001'}#輸出結(jié)果中小萌的值為002示例中對鍵為小萌的元素做了兩次賦值操作，但輸出結(jié)果中只有一個鍵為小萌的元素，并且對應(yīng)值為第二次的賦值。（2）字典中的鍵必須為不可變的，可以用數(shù)字、字符串或元組充當(dāng)，但不能用列表，輸入如下：>>>student={('name',):'小萌','number':'000'}>>>print(f'學(xué)生信息：{student}')學(xué)生信息：{('name',):'小萌','number':'000'}>>>student={['name']:'小萌','number':'000'}Traceback(mostrecentcalllast):File"<pyshell#11>",line1,in<module>student={['name']:'小萌','number':'000'}TypeError:unhashabletype:'list'在字典中，可以使用元組做鍵，因為元組是不可變的。但不能用列表做鍵，因為列表是可變的，使用列表做鍵，運(yùn)行時會提示類型錯誤。4.字典中使用len()函數(shù)len(dict)，該函數(shù)用于計算字典元素個數(shù)，即鍵的總數(shù)?？慈缦率纠?gt;>>student={'小萌':'000','小智':'001','小強(qiáng)':'002','小張':'003','小李':'004'}>>>print(f'字典元素個數(shù)為：{len(student)}')字典元素個數(shù)為：5通過使用len()函數(shù)，得到字典student變量中的元素個數(shù)為5。5.字典中使用type()函數(shù)type(variable)，該函數(shù)返回輸入的變量類型，如果輸入變量是字典就返回字典類型?？慈缦率纠?gt;>>student={'小萌':'000','小智':'001','小強(qiáng)':'002','小張':'003','小李':'004'}>>>print(f'字典的類型為：{type(student)}')字典的類型為：<class'dict'>5.2.3字典和列表比較和list比較，dict有以下幾個特點(diǎn)：（1）查找和插入的速度極快，不會隨著key的增加而變慢；（2）需要占用大量的內(nèi)存，內(nèi)存浪費(fèi)多。List的特點(diǎn)是：（1）查找和插入的時間隨著元素的增加而增加；（2）占用空間小，浪費(fèi)內(nèi)存很少。dict使用的是用空間來換取時間。dict可以用在需要高速查找的很多地方，在Python代碼中幾乎無處不在，正確使用dict非常重要，需要牢記的第一條就是dict的key必須是不可變對象。5.3字典方法就像其他內(nèi)建類型一樣，字典也有方法。這些方法非常有用，但是可能不會像使用列表或者字符串那樣頻繁的使用。在學(xué)習(xí)本節(jié)時可以先簡單瀏覽本節(jié)內(nèi)容，了解一下有哪些方法可用，然后在需要的時候再回過頭來查看特定方法的具體用法。5.3.1get()方法get()方法返回指定鍵的值，如果值不在字典中返回默認(rèn)值。get()方法的語法：dict.get(key,default=None)dict代表的是指定字典，key代表字典中要查找的鍵，default代表如果指定鍵的值不存在時，返回該默認(rèn)值。返回指定鍵的值，如果值不在字典中返回默認(rèn)值None。示例如下：>>>student={'小萌':'000','小智':'001'}>>>print(f'小萌的學(xué)號為:{num})')小萌的學(xué)號為:000get()方法使用起來比較簡單。在實際項目應(yīng)用中，get()方法使用非常多，在使用字典時，get()方法的使用幾乎是不可避免的。5.3.2keys()方法keys()方法以列表返回一個字典所有的鍵。keys()方法的語法：dict.keys()此語法中dict代表的是指定字典，該方法不需要參數(shù)。返回一個字典所有的鍵。示例如下：>>>student={'小萌':'000','小智':'001'}>>>all_keys=student.keys()>>>print(f'字典student所有鍵為：{all_keys}')字典student所有鍵為：dict_keys(['小萌','小智'])>>>print(f'字典student所有鍵為：{list(all_keys)}')#keys()得到元組數(shù)組，轉(zhuǎn)成list，便于觀看字典student所有鍵為：['小萌','小智']在實際項目應(yīng)用中，keys()方法的使用也非常多，經(jīng)常會遇到需要將字典中的鍵轉(zhuǎn)化為列表做操作的應(yīng)用。5.3.3values()方法values()方法以列表形式返回字典中的所有值。values()方法的語法：dict.values()dict代表指定字典，values()方法不需要參數(shù)。返回結(jié)果為字典中的所有值，所有值存放于一個列表中，與鍵的返回不同，值的返回結(jié)果中可以包含重復(fù)的元素。示例如下：>>>student={'小萌':'000','小智':'1002','小李':'002'}>>>all_values=student.values()>>>print(f'student字典所有值為：{all_values}')student字典所有值為：dict_values(['000','1002','002'])>>>print(f'student字典所有值為：{list(all_values)}')#values()得到元組數(shù)組，轉(zhuǎn)成list，便于觀看student字典所有值為：['000','1002','002']在實際項目應(yīng)用中，values()方法的使用也非常多，經(jīng)常會遇到需要將字典中的值轉(zhuǎn)化為列表做操作的應(yīng)用，并且一般會和keys()方法一起使用。5.3.4keyindict方法Python字典in操作符用于判斷鍵是否存在于字典中。該方法的語法：keyindict此語法中dict代表的是指定字典，key代表要在字典中查找的鍵。如果鍵在字典里返回true，否則返回false。示例如下：>>>student={'小萌':'000','小智':'001'}>>>xm_in_stu='小萌'instudent>>>print(f'小萌在student字典中：{xm_in_stu}')小萌在student字典中：True>>>xq_in_stu='小強(qiáng)'instudent>>>print(f'小強(qiáng)在student字典中：{xq_in_stu}')小強(qiáng)在student字典中：False在實際項目應(yīng)用中，keyindict方法應(yīng)用也比較多，一般多用于判斷某個鍵是否在字典中，以此來判定下一步的執(zhí)行計劃。5.3.5update()方法update()方法用于把一個字典A的鍵值對更新到另一個字典B里。update()方法的語法：dict.update(dict2)此語法中dict代表的是指定字典，dict2代表添加到指定字典dict里的字典。該方法沒有任何返回值。示例如下：>>>student={'小萌':'000','小智':'001'}>>>student2={'小李':'003'}>>>print(f'原student字典為：{student}')原student字典為：{'小萌':'000','小智':'001'}>>>student.update(student2)>>>print(f'新student字典為：{student}')新student字典為：{'小萌':'000','小智':'001','小李':'003'}在實際項目應(yīng)用中，update()方法的使用不是很多，一般用于將兩個字典合并。5.3.6clear()方法clear()方法用于刪除字典內(nèi)的所有元素。clear()方法的語法：dict.clear()此語法中，dict代表指定字典，該方法不需要參數(shù)。該函數(shù)是一個原地操作函數(shù)，沒有任何返回值（返回值為None）。示例如下：>>>student={'小萌':'000','小智':'001','小強(qiáng)':'002','小張':'003'}>>>print(f'字典元素個數(shù)為：{len(student)}')字典元素個數(shù)為：4>>>student.clear()>>>print(f'字典刪除后元素個數(shù)為：{len(student)}')字典刪除后元素個數(shù)為：0在實際項目應(yīng)用中，clear()方法的使用不是很多，一般在大批量遍歷時，會使用

clear()方法清空一個字典，便于下一次遍歷使用。5.3.7copy()方法copy()方法用于返回一個具有相同鍵值對的新字典。copy()方法的語法：dict.copy()此語法中，dict代表指定字典，該方法不需要參數(shù)。該方法的返回結(jié)果為一個字典的淺復(fù)制（shallowcopy）。示例如下：>>>student={'小萌':'000','小智':'001','小強(qiáng)':'002','小張':'003'}>>>st=student.copy()>>>print(f'復(fù)制student后得到的st為：{st}')復(fù)制student后得到的st為：{'小萌':'000','小智':'001','小強(qiáng)':'002','小張':'003'}使用copy()方法可以將一個字典變量復(fù)制給另一個變量。通過下面的示例介紹什么是淺復(fù)制。>>>student={'小智':'001','info':['小張','003','man']}>>>st=student.copy()>>>st['小智']='1005'>>>print(f'更改copy后的st為：{st}')更改copy后的st為：{'小智':'1005','info':['小張','003','man']}>>>print(f'原字符串為：{student}')原字符串為：{'小智':'001','info':['小張','003','man']}>>>st['info'].remove('man')>>>print(f'變量st中刪除man后，st變?yōu)椋簕st}')變量st中刪除man后，st變?yōu)椋簕'小智':'1005','info':['小張','003']}>>>print(f'刪除后student為：{student}')刪除后student為：{'小智':'001','info':['小張','003']}在實際項目應(yīng)用中，copy()方法的使用不多。當(dāng)然，在用到copy()可以實現(xiàn)的功能時，要毫不猶豫地使用copy()方法。5.3.8fromkeys()方法fromkeys()方法用于創(chuàng)建一個新字典。fromkeys()方法的語法：dict.fromkeys(seq[,value]))dict代表指定字典，seq代表字典鍵值列表，value代表可選參數(shù)，設(shè)置鍵序列（seq）的值。該方法的返回結(jié)果為列表。示例如下：>>>seq=('name','age','sex')>>>info=dict.fromkeys(seq)>>>print(f'新的字典為:{info}')新的字典為:{'name':None,'age':None,'sex':None}>>>info=dict.fromkeys(seq,10)>>>print(f'新的字典為:{info}')新的字典為:{'name':10,'age':10,'sex':10}在實際項目應(yīng)用中，fromkeys()方法的使用不多，更多地用于初始化一個新字典。5.3.9items()方法items()方法以列表返回可遍歷的(鍵,值)元組數(shù)組。items()方法的語法：dict.items()dict代表指定字典，該方法不需要參數(shù)。返回結(jié)果為可遍歷的（鍵/值）元組數(shù)組。示例如下：>>>student={'小萌':'000','小智':'001'}>>>print(f'調(diào)用items方法的結(jié)果：{student.items()}')調(diào)用items方法的結(jié)果：dict_items([('小萌','000'),('小智','001')])在Python2.x中提供了一個iteritems()方法，iteritems()方法和items()方法的作用大致相同，但是iteritems()方法返回的是一個迭代器對象，而不是列表。在Python3.x中沒有iteritems()方法。在實際項目應(yīng)用中，items()方法使用得不多。5.3.10setdefault()方法setdefault()方法和get()方法類似，用于獲得與給定鍵相關(guān)聯(lián)的值。setdefault()方法的語法：dict.setdefault(key,default=None)dict代表指定字典，key代表查找的鍵值，default代表鍵不存在時設(shè)置的默認(rèn)鍵值。setdefault()方法返回key在字典中對應(yīng)的值，如果鍵不存在于字典中，就會添加鍵并將值設(shè)為默認(rèn)值，然后返回新設(shè)置的默認(rèn)值。示例如下：>>>student={'小萌':'000','小智':'001'}>>>xq=student.setdefault('小強(qiáng)')>>>print(f'小強(qiáng)的鍵值為：{xq_default}')小強(qiáng)的鍵值為：None>>>xz=student.setdefault('小智')>>>print(f'小智的鍵值為：{xz}')小智的鍵值為：001>>>print(f'student字典新值為：{student}')student字典新值為：{'小萌':'000','小智':'001','小強(qiáng)':None}在實際項目應(yīng)用中，setdefault()方法的使用不多。5.4集合前面介紹了Python中的字典，Python中的字典是對數(shù)學(xué)中映射概念支持的直接體現(xiàn)。接下來將講解一個和字典非常相似的對象：集合。示例如下：>>>student={}>>>print(f'student對象的類型為:{type(student)}')student對象的類型為:<class'dict'>>>>number={1,2,3}>>>print(f'number對象的類型為:{type(number)}')number對象的類型為:<class'set'>這里出現(xiàn)了一個新的類型set。在Python中，用花括號括起一些元素，元素之間直接用逗號分隔，這就是集合。集合在Python中的特性可以概括為兩個字：唯一。示例如下：>>>numbers={1,2,3,4,5,3,2,1,6}>>>numbers{1,2,3,4,5,6}set集合中輸出的結(jié)果自動將重復(fù)數(shù)據(jù)清除了。集合是無序的，不能通過索引下標(biāo)的方式從集合中取得某個元素。例如：>>>numbers={1,2,3,4,5}>>>numbers[2]Traceback(mostrecentcalllast):File"<pyshell#143>",line1,in<module>numbers[2]TypeError:'set'objectdoesnotsupportindexing5.4.1創(chuàng)建集合創(chuàng)建集合有兩種方法：一種是直接把元素用花括號（{}）括起來，花括號中的元素之間用英文模式下的逗號（,）分隔；另一種是用set(obj)方法定義，obj為一個元素、一個列表或元組。例如：>>>numbers={1,2,3,4,5}>>>print(f'numbers變量的類型為:{type(numbers)}')numbers變量的類型為:<class'set'>>>>numbers{1,2,3,4,5}>>>name=set('abc')#一個元素，仔細(xì)觀察輸出結(jié)果>>>name