第3.5节 丰富的Python字典操作

一、 基本概念
Python提供一种通过名称来访问其各个值的数据结构，这种数据结构称为映射（mapping）。字典(dict)是Python中唯一的内置映射类型，其中的值不按顺序排列，而是存储在键下，键可能是数、字符串或元组。
字典由键及其相应的值组成，键可以是任何不可变的类型，这种键-值对称为项（item）。每个键与其值之间都用冒号（:）分隔，项之间用逗号分隔，而整个字典放在花括号内。空字典（没有任何项）用两个花括号表示。
字典支持一个键对应多个值。

二、 操作方法
1、 创建字典的方法
（1） 创建空字典的两种方法：
变量= dict()
变量= {}
（2) 从键-值映射对创建字典，方法：
变量={键1:值1，键2:值2,……}
如：d={‘name’: ‘ZhangSan’, ‘age’: 42}
（3) 从以元组作为元素的列表创建字典，元组包含两个元素，第一个元素是键，第二个是该键对应的字典的值，这样列表中的每个元组对就构成了字典中的键-值对，举例如下：
d = dict([(‘name’, ‘ZhangSan’), (‘age’, 42)]) # 结果：{‘name’: ‘ZhangSan’, ‘age’: 42}
(4) 从“键=值”的方式创建字典，这里的键与上面2种方法的键稍微有些不同，这里的键的可以看做变量，其组成规则与变量相同，真正存储时键变成了包含键名的字符串，而前面2种方法的键只要是任何不可修改的数据类型。
d = dict(name=‘Gumby’, age=42)#注意，这种方法是正确的，其结果就是{‘name’: ‘ZhangSan’, ‘age’: 42}
d = dict(‘name’=‘Gumby’, ‘age’=42)#这种调用方法不正确，会报表达式错误的错误
(5) 从字典创建字典，语法：
变量=dict(dict对象)
举例：d1 = dict(d)
注意，上述语句是从字典d创建字典对象d1，其键值对与d完全相同，但这是两个不同的对象，等同于浅拷贝

l1=[1,2,3,4]
l2=[‘a’,‘b’,‘c’]
d={1:l1,2:[l1,l2]} #d={1: [1, 2, 3, 4], 2: [[1, 2, 3, 4], [‘a’, ‘b’, ‘c’]]}
d1=dict(d)
d[2][1]=100 #执行后 d={1: [1, 2, 3, 4], 2: [[1, 2, 3, 4], 100]}，d1的值与其相同
d1 is d #结果为False
(6) fromkeys方法：创建一个新字典，新字典包含由参数指定的对应键，值由方法调用时默认制定，如果没有指定默认值，则所有值为None。语法为：
d={}.fromkeys(列表l，默认值)
其中l列表的元素就是新字典需要的键值，默认值不指定所有键对应的值都是None，否则就是指定值
注意，调用时的｛｝可以用所有字典对象代替或者dict类名代替。
例子：
d1=d.fromkeys(‘age’) #d1={‘a’: None, ‘g’: None, ‘e’: None}，d是一个已有定义的字典，注意这里没有显示的用列表，缺省把字符串转换成了列表
d= dict.fromkeys([‘name’,‘age’],‘空’) # d= {‘name’: ‘空’, ‘age’: ‘空’}
(7) 支持创建一键多值的方法：
格式：
d={key1:(value1,value2 …), key2:(value1,value2 …) …}；
d = dict([(‘key1’, (value1,value2 …)), (’ key2’, (value1,value2 …)) … ])
也可以使用d[key].append(value)在键上增加对应的值。
但d = {‘d1’:1,‘d2’:2,‘d1’:3}，将不能创建多值，同样的键只保留最后一个，结果d= {‘d1’: 3, ‘d2’: 2}
(8) 其他创建字典的样例及说明
d = {‘1’:‘string1’,[1]:‘list1’} #报错，因为[1]是列表，而列表是可变的不能作为键值
d = {‘1’:‘string1’,(1,2):‘dict1’} # 正常执行，第二个元素的键是元组
d =dict([‘name’, ‘ZhangSan’]) #报错：ValueError: dictionary update sequence element #0 has length 4; 2 is required
d =dict([‘na’, ‘Zh’]) #正常执行，结果：{‘n’: ‘a’, ‘Z’: ‘h’}
d =dict((‘na’, ‘Zh’)) #正常执行，结果：{‘n’: ‘a’, ‘Z’: ‘h’}
d =dict(‘na’, ‘Zh’)#错误，TypeError: dict expected at most 1 arguments, got 2
d=dict(‘na’) #错误ValueError: dictionary update sequence element #0 has length 1; 2 is required
从上面几行代码可以看出，dict如果不是键值对方式创建，而是直接以字符串、列表、元组作为参数，大部分情况都报错，但是2种情况会例外：
a) 上面讲的从以元组作为元素的列表创建字典，如d = dict([(‘name’, ‘ZhangSan’), (‘age’, 42)])；
b) 从以2个长度的字符串作为元素的元组或列表创建字典，如dict([‘na’, ‘Zh’])、dict((‘na’, ‘Zh’))，这种方式其实没有多少意义。
2、 字典与列表相似的操作方法。
(1) len(d)返回字典d包含的项（键?值对）数；
(2) d[key]返回与键key相关联的值，注意这里没法用索引；
(3) d[key] = v将值v关联到键key;
(4) del d[key]删除键为key的项;
(5) key in d检查字典d是否包含键为key的项；
(6) clear方法删除所有字典项；
(7) copy方法浅拷贝字典的内容给另一个字典；
(8) deepcopy深度拷贝
深度拷贝是指针对浅拷贝来说，深度拷贝复制对象及其下所有层级的数据每个层级都是复制一份，每个层级的指向对象相对复制对象都会发生变更。这样复制后复制对象及其下的元素和原对象的变更都不会相互影响。
使用深度拷贝的方法很简单，首先需要从copy模块import深度复制方法。然后直接调用该方法复制对象。
样例从d1深度复制到d2的代码如下：
Import copy
d2 = copy.deepcopy(d1)
也可以这样：
from copy import deepcopy
d2 = deepcopy(d1)

3、 字典和列表的区别
(1) 键的类型：字典中的键可以是整数，但并非必须是整数。字典中的键可以是任何不可变的类型，如浮点数（实数）、字符串或元组。
(2) 自动添加：即便是字典中原本没有的键，也可以给它赋值，这将在字典中创建一个新项。然而，如果不使用append或其他类似的方法，就不能给列表中没有的元素赋值。
(3) 成员资格：表达式key in d（其中d是一个字典）查找的是键而不是值，而表达式v in l（其中l是一个列表）查找的是值而不是索引;
(4) 相比于检查列表是否包含指定的值，检查字典是否包含指定的键的效率更高。数据结构越大，效率差距就越大。

4、 字典的其他操作方法
(1) 字典可以通过get方法访问键对应值，调用时键作为参数，返回键对应的值，如果字典没有找到对应键，则默认返回None，也可以指定默认返回值。例如d.get(‘grade’,’空’) 当找不到grade键时，返回’空’这个字符串；
(2) Items、keys、values方法：分别返回dict_items类的字典项数据、dict_keys类的字典键数据和dict_values类的字典值数据，如：

*d={‘name’:‘张三’,‘grade’:‘3年级’} #定义字典
i,k,v=d.items(),d.keys(),d.values() #将项、键、值查询的返回值分别用i、k、v指向
print(type(i),i,sep=’,i=’)#打印项的类型及值，输出：
<class ‘dict_items’>,i=dict_items([(‘name’, ‘张三’), (‘grade’, ‘3年级’)])
print(type(k),k,sep=’,k=’)#打印键的类型及值，输出：
<class ‘dict_keys’>,k=dict_keys([‘name’, ‘grade’])

print(type(v),v,sep=',v=')#打印值的类型及值，输出：
   <class 'dict_values'>,v=dict_values(['张三', '3年级'])
   
for ii in i:print(type(ii),ii,sep=':  ') #输出项的每个元素及类型：
   <class 'tuple'>:  ('name', '张三')
   <class 'tuple'>:  ('grade', '3年级')
   
for kk in k:print(type(kk),kk,sep=':  ') #输出键的每个元素及类型：
  <class 'str'>:  name
  <class 'str'>:  grade
  
for vv in v:print(type(vv),vv,sep=':  ')#输出值的每个元素及类型
<class 'str'>:  张三
<class 'str'>:  3年级
l=list(i) #项转换成列表[('name', '张三'), ('grade', '3年级')]，键、值也可以
d1 = dict(i)#项转换成 {'name': '张三', 'grade': '3年级'},键、值不可以
d['class']='9班'  #字典增加一个元素
i,k,v #输出i、k、v的值，发现都对应随字典元素的增加而增加了内容
  (dict_items([('name', '张三'), ('grade', '3年级'), ('class', '9班')]), dict_keys(['name', 'grade', 'class']), dict_values(['张三', '3年级', '9班']))*

dict_items、dict_keys和dict_values类属于一种名为字典视图的特殊类型，其数据都是字典本身的数据，这些调用相关方法后返回的视图与字典关联，当字典变化时这些前面用变量指向的返回值也会跟随变化。这三种类型都支持用for…in的方法访问其中的元素，dict_items的每个元素是个元组，可以通过list、dict、tuple方法转换为列表、字典和元组，而dict_keys和dict_values需要根据具体数据判断其每个元素的类型，能转换为列表和元组，但不能转换为字典。
(3) pop：方法pop可用于返回与指定键对应的值，并将该键-值对从字典中删除。例如：

d={‘name’: ‘张三’, ‘grade’: ‘3年级’, ‘class’: ‘9班’, 100: ‘a’}
d.pop(100) #返回‘a’，d= {‘name’: ‘张三’, ‘grade’: ‘3年级’, ‘class’: ‘9班’}
(4) popitem：方法popitem随机地弹出一个字典项，并从字典中删除该项

d.popitem() #返回(‘class’, ‘9班’)，意味着该键值对从字典中删除，字典变为{‘name’: ‘张三’, ‘grade’: ‘3年级’}
(5) setdefault ：方法setdefault有2个参数，第一个是键，第二个是一个缺省值，当字典中指定键存在时返回对应的值，否则在字典中新增该键，并以缺省值为该键对应的值，相当于增加了一个字典项。如：
d.setdefault(‘class’, ‘9班’) #d={‘name’: ‘张三’, ‘grade’: ‘3年级’, ‘class’: ‘9班’}

(6) update方法update使用一个字典中的项来更新另一个字典。对于通过参数提供的字典，将其项添加到当前字典中。如果当前字典包含键相同的项，就替换它。如执行如下三条指令：
d1 = {‘name’: ‘张三’, ‘grade’: ‘3年级’}
d2 = {‘name’: ‘李四’, ‘class’: ‘9班’}
d2.update(d1)
执行后d2= {‘name’: ‘张三’, ‘class’: ‘9班’, ‘grade’: ‘3年级’}

本节详细介绍了字典的概念及其操作方法，字典类型还是使用比较多的，请大家多练习后掌握相关知识。

老猿Python系列文章用于逐步介绍老猿学习Python后总结的学习经验，这些经验有助于没有接触过Python的程序员可以很容易地进入Python的世界。该系列文章同步发表于：
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