Python数据结构之三——dict（字典）

　　Python版本：3.6.2  操作系统：Windows  作者：SmallWZQ

　　知识源于生活。Python也是如此。

　　提到字典，我首先想到的是数学大师——高斯。

　　为何想起他呢？这主要是因为高斯算法嘛。计算1+2+3+...+100，一般人都会从1一直加到100，而高斯却另辟蹊径，找到规律，从而发现“高斯算法”。高斯算法极大地提高运算效率。对于Python中的字典，它与高斯算法异曲同工，同样能提高键值对的查找效率。

　　映射（mapping）：通过名字来引用值的数据结构。

　　字典是Python中唯一内建的映射类型。字典的键值对（Key-Values），键是不可变的，可以为字符串、数字（int、float......）、元组等等。

　　字典中的键是唯一的，而值却可以相同。

　　Python格式如下：

phone = {'Jack':'0571','James':'7856','Paul':'2364'} #大括号，且键值对之间用冒号（:）隔开

 　　注：对于上面的代码，可能有读者会疑问：为什么用字符串表示电话号码呢？

　　主要是考虑以“0”开头的电话号码。定义电话号码时，以“0”开头会显示错误（Error）。因此，为了考虑周全，字典中电话号码应表示为数字字符串，而不是整数。

　　

              图1 电话号码错误示例

　　1.创建字典和访问元素

　　创建方式如下：

d = {'a':'97','b':'98','c':'99','c':'101'}
print(d)
d['a']
'97'

　　注：字典中即使键相同，也只会输出其中一个（若Key相同，后面的值（Value）会把前面的覆盖掉）。

　　2.添加元素

　　字典没有insert()方法，但依然能够添加元素。

d = {'a':'98','b':'99','c':'100'}
d['d'] = '101'
print(d)

　　3.删除元素

　　字典中删除元素，使用pop()方法。pop()方法用于获得对应于给定键的值，并将该键值对从字典中移除。

d ={‘a':'97','b':'98','c':'99'}
d.pop('b')
'98'
print(d)
{‘a':'97','c':'99'}

　　注：除了pop()方法，还可以使用del方法

　　4.修改元素

　　字典中的元素如何修改呢？很简单，直接通过Key修改Value。

d ={‘a':'97','b':'98','c':'99'}
d['b'] = '200'
print(d['b'])
'200'
print(d)
d ={‘a':'97','b':'200','c':'99'}

　　5.查找元素

　　字典中查找元素与修改元素类似，也是通过Key来查找字典中的Value。

d ={‘a':'97','b':'98','c':'99'}
d['b']
'98'
d['c']
'99'

　　如果字典中没有该Key时，dict会报错。

　　

                         图2 错误提示（KeyError）

　　如何避免Key不存在的错误呢？

　　1.通过k in d，判断Key是否在dict中：　

‘a’ in d
True
'f' in d
False

　　2.get()方法用于更宽松的访问字典项的方法。如果Key不存在，使用get()没有任何异常，仅仅返回None值：

　　

　　                  图3 get()方法示例

　　注：通过d.get('f','120')并不能往字典d ={}中添加键-值对。

　　6.字典基本操作总结

　　　♦len(d)：返回d中键-值对的数量；

　　　♦d[k]：返回关联到键K上的值（Value）；

　　　♦d[k] = V：将值V关联到将K上；

　　　♦del d[k]：删除键为K的项；

　　　♦K in d：检查d中是否含有键K的元素；

　　　♦键K类型：字符串、数字或元组，符合条件的不可变类型均可；

　　　♦字典格式化字符串：%(Jack)s %(phone)。【其中Jack为键，而phone为dict{}】

　　其实，元组不一定可以用于dict的键（Key）：

d ={‘a':'97','b':'98','c':'99'}
d[(1,2,3,4,5,6)] = '121'
print(d)
d ={‘a':'97','b':'98','c':'99',(1,2,3,4,5,6):'121'}
d[(1,2,[1,2,3])] = '188'
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unhashable type: 'list'

　　注：如果元组用于键，元组中不能含有可变内容list，否则编译错误。

　　字典总结：

　　1.字典中元素必须以键值对的形式出现；

　　2.字典中的键必须是不可变的，可以是字符串、数字以及元组，并且无法修改；

　　3.Key是唯一的，不可重复，而Value可以重复；

　　4.字典查找和插入元素极快，并不会随着Key增加而减慢；

　　5.字典占用内存大，以空间换取时间；

　　6.特别地，当tuple作为字典中的键（Key）时，tuple中不能包含list，否则编译错误。