Python 内置收据结构之九（字典）

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一、字典 dict

• key-value 键值对的数据的集合
• 可变的、无序的、key 不重复（key 可哈希）

二、字典 dict 定义 初始化

• d = dict() 或者 d = {}
• dict(**kwargs) 使用 name = value 初始化一个字典
• dict(iterable,**kwarg) 使用可迭代对象和 name = value 构造字典，不过可迭代对象的元素必须是一个 二元 结构
  • d = dict(((1,'a'), (2,'b'))) 或 d = dict(([1,'a'], [2,'b']))
• dict(mapping, **kwarg) 使用一个字典构建另一个字典
• d = {'a':10, 'b':20, 'c':None, 'd':[1,2,3]}
• 类方法 dict.fromkeys(iterable, value=None)
  • d = dict.fromkeys(range(5))
  • d = dict.fromkeys(range(5),0)

d1 = {}
d2 = dict()
d3 = {1:1, '2':2, 'a':3, 'b':True, 'c':[1,2,3]}
d4 = {'a':100, 'a':'2'}   # 被后面的覆盖
d5 = dict([1,2], ['a',[300]], {'b', 400})   # 最后一组是集合，无序的，所以无法判断谁是 key
d6 = dict(a=1, b=2, c=3)
d7 = dict(d6)
d8 = dict.fromkeys(range(10))
l1 = [1]
d8 = dict.fromkeys(range(10), l1)   # 不推荐使用此方式，l1 引用变了，dict 的 value 会跟随变化
print(d8)
l1.append(2)
print(d8)

示例.png 示例2.png

三、字典元素的访问

3.1 d[key]

• 返回 key 对应的值 value
• key 不存在抛出 KeyError 异常

示例.png

3.2 get(key[, default])

• 返回 key 对应的值 value
• key 不存在返回缺省值，若没有设置缺省值就返回 None，不创建 kv 对

示例.png

3.3 setdefault(key[, default])

• 返回 key 对应的值 value
• key 不存在，添加 kv 对，value 设置为 default，并返回 default，若 default 没有设置，缺省为 None

示例.png

四、字典增加和修改

4.1 d[key] = value

• 将 key 对应的值修改为 value
• key 不存在添加新的 kv 对

4.2 update([other]) -> None

• 使用另一个字典的 kv 对更新本字典
• key 不存在，就添加
• key 存在，覆盖已经存在的 key 对应的值
• 就地修改

d.update(red=1)
d.update((('red',2),))
d.update({'red':3})

示例.png

五、字典删除

5.1 pop(key[, default])

• key 存在，移除它，并返回它的 value
• key 不存在，返回给定的 default
• default 为设置，key 不存在则抛出 KeyError 异常

示例.png

5.2 popitem()

• 移除并返回一个任意的键值对
• 字典为 empty，抛出 KeyError 异常

示例.png

5.3 clear()

• 清空字典

5.4 del 语句

a = True
b = [6]
d = {'a':1, 'b':b, 'c':[1, 3, 5]}
del a   # 引用计数减一，True 为常量，并不能说没有引用
del d['c']   # 删除了一个对象 [1, 3, 5]?
del b[0]   # 列表清空，但列表本身还在，目前列表引用计数 2
c = b   # 列表引用计数 3
del c   # 引用计数 2
del b   # 引用计数 1
b = d['b']

• del d['c'] 看着像删除了一个对象，本质上减少了一个对象的引用，del 实际上删除的是名称，而不是对象

六、字典的遍历和移除

6.1 for ... in dict

• 遍历 key

for k in d:
    print(k)

示例.png

for k in d.keys():
    print(k)

示例.png

for v in d.values():
    print(v)

示例.png

• 遍历 item，即 kv 对

for item in d.items():
    print(item)

示例.png

for item in d.items():
    print(item[0], item[1])

示例.png

for k,v in d.items():
    print(k, v)

示例.png

for k,_ in d.items():
    print(k)

for _,v in d.items():
    print(v)

6.2 总结

• Python 3 中，keys、values、items 方法返回一个类似生成器的可迭代对象，不会把函数的返回结果复制到内存中

  • 返回 Dictionary view 对象，可使用 len()、iter()、in 操作
  • 字典的 entry 的动态的视图，字典变化，视图将反映出这些变化
  • keys 返回一个类 set 对象，也就是可看作一个 set 集合
  • 若 values 都可 hash，那么 items 也可看作是类 set 对象

• Python 2 中，上面的方法会返回一个新的列表，占据新的内存空间，所以 Python 2 建议使用 iterkeys、itervalues、itertiems 版本，返回一个迭代器，而不是返回一个 copy

6.3 如何在遍历的时候移除元素

• 错误的做法

d = dict(a=1, b=2, c='abc')
for k,v in d.items():
    d.pop(k)   # 抛异常

while len(d):   # 相当于清空，不如直接 clear()
    print(d.popitem())

while d:
    print(d.popitem())

示例.png 示例.png 示例.png 示例.png

• 正确的做法

d = dict(a=1, b=2, c='abc')
keys = []
for k,v in d.items():
    if isinstance(v, str):
        keys.append(k)

for k in keys:
    d.pop(k)
print(d)

示例.png

七、字典的 key

7.1 key 的要求的 set 的元素要求一致

• set 的元素可看做 key，set 可看做 dict 简化版
• hashable 可哈希才可作为 key，可使用 hash() 测试
• d = {1:0, 2.0:3, "abc":None, ('hello','world','python'):"string", b'abc':'135'}

八、defaultdict

8.1 collections.defaultdict([default_factory[, ...]])

• 第一个参数是 default_factory，缺省是 None，它提供一个初始化函数，当 key 不存在的时候，会调用这个工厂函数来生成 key 对应的 value
• 构造一个字典，values 是列表，为其添加随机个元素

import random

d1 = {}
for k in 'abcdef':
    for v in range(random.randint (1, 5)):
        if k not in d1.keys():
            d1[k] = []
        d1[k].append(v)
print(d1)

示例.png

from collections import defaultdict
import random

d2 = defaultdict(list)
for k in 'dbcdef':
    for v in range(random.randint(1, 5)):
        d2[k].append(v)
print(d2)

示例.png

九、OrderedDict

9.1 collections.OrderedDict([items])

• key 并不是按照加入的顺序排列，可使用 OrderedDict 记录顺序

from collections import OrderedDict
import random

d = {'banana': 3, 'apple': 4, 'orange': 2}
print(d)

keys = list(d.keys())
random.shuffle(keys)
print(keys)

od = OrderedDict()
for key in keys:
    od[key] = d[key]
print(od)
print(od.keys())

示例.png

• 有序字典可记录元素插入的顺序，打印的时候也是按照这个顺序输出打印
• 3.6 版本的 Python 字典就是记录 key 插入的顺序 (IPython 不一定有效果)

9.2 应用场景

假如使用字典记录了 N 个产品，这些产品使用 ID 由小到大加入到字典中
除了使用字典检索的遍历，有时候需要取出 ID，但希望是按照输入顺序，因为输入顺序是有序的
否则还要重新把遍历到的值排序