【python】python的字典dict
一、字典的概念
Python 字典（dict）是一种无序的、可变的序列，它的元素以“键值对（key-value）”的形式存储。相对地，列表（list）和元组（tuple）都是有序的序列，它们的元素在底层是挨着存放的。
字典类型是 Python 中唯一的映射类型。“映射”是数学中的术语，简单理解，它指的是元素之间相互对应的关系，即通过一个元素，可以唯一找到另一个元素。如图 1 所示。
字典中，习惯将各元素对应的索引称为键（key），各个键对应的元素称为值（value），键及其关联的值称为“键值对”。
字典类型很像学生时代常用的新华字典。我们知道，通过新华字典中的音节表，可以快速找到想要查找的汉字。其中，字典里的音节表就相当于字典类型中的键，而键对应的汉字则相当于值。
总的来说，字典类型所具有的主要特征如表 1 所示。
| 主要特征 | 解释 |
|---|---|
| 通过键而不是通过索引来读取元素 | 字典类型有时也称为关联数组或者散列表（hash）。它是通过键将一系列的值联系起来的，这样就可以通过键从字典中获取指定项，但不能通过索引来获取。 |
| 字典是任意数据类型的无序集合 | 和列表、元组不同，通常会将索引值 0 对应的元素称为第一个元素，而字典中的元素是无序的。 |
| 字典是可变的，并且可以任意嵌套 | 字典可以在原处增长或者缩短（无需生成一个副本），并且它支持任意深度的嵌套，即字典存储的值也可以是列表或其它的字典。 |
| 字典中的键必须唯一 | 字典中，不支持同一个键出现多次，否则只会保留最后一个键值对。 |
| 字典中的键必须不可变 | 字典中每个键值对的键是不可变的，只能使用数字、字符串或者元组，不能使用列表。 |
Python 中的字典类型相当于 Java 或者 C++ 中的 Map 对象。
和列表、元组一样，字典也有它自己的类型。Python 中，字典的数据类型为 dict，通过 type() 函数即可查看：
>>> a = {'one': 1, 'two': 2, 'three': 3} #a是一个字典类型
>>> type(a)
<class 'dict'>
1.1、Python创建字典
创建字典的方式有很多，下面一一做介绍。
1) 使用 { } 创建字典
由于字典中每个元素都包含两部分，分别是键（key）和值（value），因此在创建字典时，键和值之间使用冒号:分隔，相邻元素之间使用逗号,分隔，所有元素放在大括号{ }中。
使用{ }创建字典的语法格式如下：
dictname = {'key':'value1', 'key2':'value2', ..., 'keyn':valuen}
其中 dictname 表示字典变量名，keyn : valuen 表示各个元素的键值对。需要注意的是，同一字典中的各个键必须唯一，不能重复。
如下代码示范了使用花括号语法创建字典：
可以看到，字典的键可以是整数、字符串或者元组，只要符合唯一和不可变的特性就行；字典的值可以是 Python 支持的任意数据类型。
#使用字符串作为key scores = {'数学': 95, '英语': 92, '语文': 84} print(scores) #使用元组和数字作为key dict1 = {(20, 30): 'great', 30: [1,2,3]} print(dict1) #创建空元组 dict2 = {} print(dict2)
//运行结果
{'数学': 95, '英语': 92, '语文': 84}
{(20, 30): 'great', 30: [1, 2, 3]}
{}
2) 通过 fromkeys() 方法创建字典
Python 中，还可以使用 dict 字典类型提供的 fromkeys() 方法创建带有默认值的字典，具体格式为：
dictname = dict.fromkeys(list，value=None)
其中，list 参数表示字典中所有键的列表（list）；value 参数表示默认值，如果不写，则为空值 None。
请看下面的例子：
knowledge = ['语文', '数学', '英语'] scores = dict.fromkeys(knowledge, 60) print(scores)
//运行结果为：
{'语文': 60, '英语': 60, '数学': 60}
可以看到，knowledge 列表中的元素全部作为了 scores 字典的键，而各个键对应的值都是 60。这种创建方式通常用于初始化字典，设置 value 的默认值。
3) 通过 dict() 映射函数创建字典
通过 dict() 函数创建字典的写法有多种，表 2 罗列出了常用的几种方式，它们创建的都是同一个字典 a。
| 创建格式 | 注意事项 |
|---|---|
| a = dict(str1=value1, str2=value2, str3=value3) | str 表示字符串类型的键，value 表示键对应的值。使用此方式创建字典时，字符串不能带引号。 |
| #方式1 demo = [('two',2), ('one',1), ('three',3)] #方式2 demo = [['two',2], ['one',1], ['three',3]] #方式3 demo = (('two',2), ('one',1), ('three',3)) #方式4 demo = (['two',2], ['one',1], ['three',3]) a = dict(demo) |
向 dict() 函数传入列表或元组，而它们中的元素又各自是包含 2 个元素的列表或元组，其中第一个元素作为键，第二个元素作为值。 |
| keys = ['one', 'two', 'three'] #还可以是字符串或元组 values = [1, 2, 3] #还可以是字符串或元组 a = dict( zip(keys, values) ) |
通过应用 dict() 函数和 zip() 函数，可将前两个列表转换为对应的字典。 |
注意，无论采用以上哪种方式创建字典，字典中各元素的键都只能是字符串、元组或数字，不能是列表。列表是可变的，不能作为键。
如果不为 dict() 函数传入任何参数，则代表创建一个空的字典，例如：
# 创建空的字典 d = dict() print(d)
//运行结果为：
{}
1.2、Python 访问字典
列表和元组是通过下标来访问元素的，而字典不同，它通过键来访问对应的值。
因为字典中的元素是无序的，每个元素的位置都不固定，所以字典也不能像列表和元组那样，采用切片的方式一次性访问多个元素。
Python 访问字典元素的具体格式为：
dictname[key]
其中，dictname 表示字典变量的名字，key 表示键名。注意，键必须是存在的，否则会抛出异常。
请看下面的例子：
tup = (['two',26], ['one',88], ['three',100], ['four',-59]) dic = dict(tup) print(dic['one']) #键存在 print(dic['five']) #键不存在
//运行结果：
88
Traceback (most recent call last):
File "C:\Users\mozhiyan\Desktop\demo.py", line 4, in <module>
print(dic['five']) #键不存在
KeyError: 'five'
除了上面这种方式外，Python 更推荐使用 dict 类型提供的 get() 方法来获取指定键对应的值。当指定的键不存在时，get() 方法不会抛出异常。
get() 方法的语法格式为：
dictname.get(key[,default])
其中，dictname 表示字典变量的名字；key 表示指定的键；default 用于指定要查询的键不存在时，此方法返回的默认值，如果不手动指定，会返回 None。
get() 使用示例：
a = dict(two=0.65, one=88, three=100, four=-59) print( a.get('one') )
运行结果：
88
注意，当键不存在时，get() 返回空值 None，如果想明确地提示用户该键不存在，那么可以手动设置 get() 的第二个参数，例如：
a = dict(two=0.65, one=88, three=100, four=-59) print( a.get('five', '该键不存在') )
运行结果：
该键不存在
1.3、Python删除字典
和删除列表、元组一样，手动删除字典也可以使用 del 关键字，例如：
a = dict(two=0.65, one=88, three=100, four=-59) print(a) del a print(a)
运行结果：
{'two': 0.65, 'one': 88, 'three': 100, 'four': -59}
Traceback (most recent call last):
File "C:\Users\mozhiyan\Desktop\demo.py", line 4, in <module>
print(a)
NameError: name 'a' is not defined
Python 自带垃圾回收功能，会自动销毁不用的字典，所以一般不需要通过 del 来手动删除。
二、字典的操作
由于字典属于可变序列，所以我们可以任意操作字典中的键值对（key-value）。Python 中，常见的字典操作有以下几种：
- 向现有字典中添加新的键值对。
- 修改现有字典中的键值对。
- 从现有字典中删除指定的键值对。
- 判断现有字典中是否存在指定的键值对
2.1、新增键值对
Python字典添加键值对
为字典添加新的键值对很简单，直接给不存在的 key 赋值即可，具体语法格式如下：
dictname[key] = value
对各个部分的说明：
- dictname 表示字典名称。
- key 表示新的键。
- value 表示新的值，只要是 Python 支持的数据类型都可以。
下面代码演示了在现有字典基础上添加新元素的过程：
a = {'数学':95}
print(a)
#添加新键值对
a['语文'] = 89
print(a)
#再次添加新键值对
a['英语'] = 90
print(a)
//运行结果：
{'数学': 95}
{'数学': 95, '语文': 89}
{'数学': 95, '语文': 89, '英语': 90}
2.2、Python字典修改键值对
Python 字典中键（key）的名字不能被修改，我们只能修改值（value）。
字典中各元素的键必须是唯一的，因此，如果新添加元素的键与已存在元素的键相同，那么键所对应的值就会被新的值替换掉，以此达到修改元素值的目的。请看下面的代码：
a = {'数学': 95, '语文': 89, '英语': 90}
print(a)
a['语文'] = 100
print(a)
//运行结果：
{'数学': 95, '语文': 89, '英语': 90}
{'数学': 95, '语文': 100, '英语': 90}
可以看到，字典中没有再添加一个{'语文':100}键值对，而是对原有键值对{'语文': 89}中的 value 做了修改。
2.3、Python字典删除键值对
如果要删除字典中的键值对，还是可以使用 del 语句。例如：
# 使用del语句删除键值对 a = {'数学': 95, '语文': 89, '英语': 90} del a['语文'] del a['数学'] print(a)
//运行结果为：
{'英语': 90}
2.4、判断字典中是否存在指定键值对
如果要判断字典中是否存在指定键值对，首先应判断字典中是否有对应的键。判断字典是否包含指定键值对的键，可以使用 in 或 not in 运算符。
需要指出的是，对于 dict 而言，in 或 not in 运算符都是基于 key 来判断的。
例如如下代码：
a = {'数学': 95, '语文': 89, '英语': 90}
# 判断 a 中是否包含名为'数学'的key
print('数学' in a) # True
# 判断 a 是否包含名为'物理'的key
print('物理' in a) # False
//运行结果为：
True
False
通过 in（或 not in）运算符，我们可以很轻易地判断出现有字典中是否包含某个键，如果存在，由于通过键可以很轻易的获取对应的值，因此很容易就能判断出字典中是否有指定的键值对。
三、Python dict字典方法完全攻略
我们知道，Python 字典的数据类型为 dict，我们可使用dir(dict) 来查看该类型包含哪些方法，例如：
>>> dir(dict) ['clear', 'copy', 'fromkeys', 'get', 'items', 'keys', 'pop', 'popitem', 'setdefault', 'update', 'values']
keys()、values() 和 items() 方法
将这三个方法放在一起介绍，是因为它们都用来获取字典中的特定数据：- keys() 方法用于返回字典中的所有键（key）；
- values() 方法用于返回字典中所有键对应的值（value）；
- items() 用于返回字典中所有的键值对（key-value）。
请看下面的例子：
scores = {'数学': 95, '语文': 89, '英语': 90}
print(scores.keys())
print(scores.values())
print(scores.items())
//运行结果：
dict_keys(['数学', '语文', '英语'])
dict_values([95, 89, 90])
dict_items([('数学', 95), ('语文', 89), ('英语', 90)])
可以发现，keys()、values() 和 items() 返回值的类型分别为 dict_keys、dict_values 和 dict_items。
需要注意的是，在 Python 2.x 中，上面三个方法的返回值都是列表（list）类型。但在 Python 3.x 中，它们的返回值并不是我们常见的列表或者元组类型，因为 Python 3.x 不希望用户直接操作这几个方法的返回值。
在 Python 3.x 中如果想使用这三个方法返回的数据，一般有下面两种方案：
1) 使用 list() 函数，将它们返回的数据转换成列表，例如：
a = {'数学': 95, '语文': 89, '英语': 90}
b = list(a.keys())
print(b)
运行结果为：
['数学', '语文', '英语']
2) 使用 for in 循环遍历它们的返回值，例如：
a = {'数学': 95, '语文': 89, '英语': 90}
for k in a.keys():
print(k,end=' ')
print("\n---------------")
for v in a.values():
print(v,end=' ')
print("\n---------------")
for k,v in a.items():
print("key:",k," value:",v)
运行结果为：
数学 语文 英语
---------------
95 89 90
---------------
key: 数学 value: 95
key: 语文 value: 89
key: 英语 value: 90
copy() 方法
copy() 方法返回一个字典的拷贝，也即返回一个具有相同键值对的新字典，例如：
a = {'one': 1, 'two': 2, 'three': [1,2,3]}
b = a.copy()
print(b)
运行结果为：
{'one': 1, 'two': 2, 'three': [1, 2, 3]}
可以看到，copy() 方法将字典 a 的数据全部拷贝给了字典 b。
注意，copy() 方法所遵循的拷贝原理，既有深拷贝，也有浅拷贝。
拿拷贝字典 a 为例，copy() 方法只会对最表层的键值对进行深拷贝，也就是说，它会再申请一块内存用来存放 {'one': 1, 'two': 2, 'three': []}；
而对于某些列表类型的值来说，此方法对其做的是浅拷贝，也就是说，b 中的 [1,2,3] 的值不是自己独有，而是和 a 共有。
请看下面的例子：
a = {'one': 1, 'two': 2, 'three': [1,2,3]}
b = a.copy()
#向 a 中添加新键值对，由于b已经提前将 a 所有键值对都深拷贝过来，因此 a 添加新键值对，不会影响 b。
a['four']=100
print(a)
print(b)
#由于 b 和 a 共享[1,2,3]（浅拷贝），因此移除 a 中列表中的元素，也会影响 b。
a['three'].remove(1)
print(a)
print(b)
运行结果为：
{'one': 1, 'two': 2, 'three': [1, 2, 3], 'four': 100}
{'one': 1, 'two': 2, 'three': [1, 2, 3]}
{'one': 1, 'two': 2, 'three': [2, 3], 'four': 100}
{'one': 1, 'two': 2, 'three': [2, 3]}
从运行结果不难看出，对 a 增加新键值对，b 不变；而修改 a 某键值对中列表内的元素，b也会相应改变。
update() 方法
update() 方法可以使用一个字典所包含的键值对来更新己有的字典。
在执行 update() 方法时，如果被更新的字典中己包含对应的键值对，那么原 value 会被覆盖；如果被更新的字典中不包含对应的键值对，则该键值对被添加进去。
请看下面的代码：
a = {'one': 1, 'two': 2, 'three': 3}
a.update({'one':4.5, 'four': 9.3})
print(a)
运行结果为：
{'one': 4.5, 'two': 2, 'three': 3, 'four': 9.3}
从运行结果可以看出，由于被更新的字典中已包含 key 为“one”的键值对，因此更新时该键值对的 value 将被改写；而被更新的字典中不包含 key 为“four”的键值对，所以更新时会为原字典增加一个新的键值对。
pop() 和 popitem() 方法
pop() 和 popitem() 都用来删除字典中的键值对，不同的是，pop() 用来删除指定的键值对，而 popitem() 用来随机删除一个键值对，它们的语法格式如下：
dictname.pop(key)
dictname.popitem()
其中，dictname 表示字典名称，key 表示键。
下面的代码演示了两个函数的用法：
a = {'数学': 95, '语文': 89, '英语': 90, '化学': 83, '生物': 98, '物理': 89}
print(a)
a.pop('化学')
print(a)
a.popitem()
print(a)
运行结果：
{'数学': 95, '语文': 89, '英语': 90, '化学': 83, '生物': 98, '物理': 89}
{'数学': 95, '语文': 89, '英语': 90, '生物': 98, '物理': 89}
{'数学': 95, '语文': 89, '英语': 90, '生物': 98}
对 popitem() 的说明
其实，说 popitem() 随机删除字典中的一个键值对是不准确的，虽然字典是一种无须的列表，但键值对在底层也是有存储顺序的，popitem() 总是弹出底层中的最后一个 key-value，这和列表的 pop() 方法类似，都实现了数据结构中“出栈”的操作。
setdefault() 方法
setdefault() 方法用来返回某个 key 对应的 value，其语法格式如下：
dictname.setdefault(key, defaultvalue)
说明，dictname 表示字典名称，key 表示键，defaultvalue 表示默认值（可以不写，不写的话是 None）。
当指定的 key 不存在时，setdefault() 会先为这个不存在的 key 设置一个默认的 defaultvalue，然后再返回 defaultvalue。
也就是说，setdefault() 方法总能返回指定 key 对应的 value：
如果该 key 存在，那么直接返回该 key 对应的 value；
如果该 key 不存在，那么先为该 key 设置默认的 defaultvalue，然后再返回该 key 对应的 defaultvalue。
请看下面的代码：
a = {'数学': 95, '语文': 89, '英语': 90}
print(a)
#key不存在，指定默认值
a.setdefault('物理', 94)
print(a)
#key不存在，不指定默认值
a.setdefault('化学')
print(a)
#key存在，指定默认值
a.setdefault('数学', 100)
print(a)
运行结果为：
{'数学': 95, '语文': 89, '英语': 90}
{'数学': 95, '语文': 89, '英语': 90, '物理': 94}
{'数学': 95, '语文': 89, '英语': 90, '物理': 94, '化学': None}
{'数学': 95, '语文': 89, '英语': 90, '物理': 94, '化学': None}
三、Python使用字典格式化字符串
在《Python格式化输出》一节中，我们介绍了如何使用 print() 格式化输出各种类型的数据。我们知道，如果格式化字符串的模板中包含了多个转换说明符，后面就得按照顺序给出多个对应的变量；当字符串模板中只包含少量转换说明符时，这种写法还是比较合适的，但如果字符串模板中包含大量转换说明符，这种按顺序提供变量的方式就有些麻烦了。
这时，就可以使用字典对字符串进行格式化输出，具体方法是：在字符串模板中按 key 指定变量，然后通过字典为字符串模板中的 key 设置值。
请看下面的代码：
# 字符串模板中使用key temp = '教程是：%(name)s, 价格是：%(price).2f, 网址是：%(url)s' course = {'name':'Python教程', 'price': 9.9, 'url': 'http://c.biancheng.net/python/'} # 使用字典为字符串模板中的key传入值 print(temp % course) course = {'name':'C++教程', 'price':15.6, 'url': 'http://c.biancheng.net/cplus/'} # 使用字典为字符串模板中的key传入值 print(temp % course)
//运行结果
教程是：Python教程, 价格是：9.90, 网址是：http://c.biancheng.net/python/
教程是：C++教程, 价格是：15.60, 网址是：http://c.biancheng.net/cplus/
