1. 字典介紹
??在 Python 中字典屬于一種映射類型剃袍，它和 set 相同酬凳，同樣屬于非線性結(jié)構(gòu)，Python 官方對(duì) dict 有如下解釋：
- 一個(gè)映射對(duì)象映射一個(gè)可 hash 的值到任意一個(gè)對(duì)象上去。
- 映射是可變的對(duì)象。
- dict 是當(dāng)前唯一一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的映射類型矾利。
- 字典的鍵幾乎可以是任意的值。
- 字典的值不必
可 hash，也就是說值可以是列表憔杨，字典，或者其他任意可變的對(duì)象 - 如果 key 相同蒜胖，那么后面的 value 將會(huì)覆蓋先前的 value
- 不建議使用 float 類型作為字典的 key
??簡(jiǎn)單來說：字典是由 key:value 鍵值對(duì)組成的數(shù)據(jù)的集合消别，它的主要特點(diǎn)是 可變的、無序的翠勉、不重復(fù)的妖啥。
字典的 key 必須是可 hash 對(duì)象，之所以快对碌，因?yàn)槠浔举|(zhì)上是 用空間換時(shí)間。
2. 字典的基本操作
??字典是除集合 (set) 以外另一種可變的非線性容器模型蒿偎，在 Python 中非常強(qiáng)大朽们，適合各種結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、嵌套等诉位。
2.1. 字典的定義
??字典的每個(gè) key 與 value 的鍵值對(duì)用冒號(hào) : 分割骑脱，每對(duì)之間用逗號(hào) , 分割，整個(gè)字典包括在花括號(hào) { } 中苍糠。例：{'a':1, 'b':2}叁丧，Python 提供了多種創(chuàng)建字典的方式，如下：
- 基本格式：
d = dict()或者d = {} -
dict(**kwargs)：使用name=value對(duì)岳瞭，來初始化一個(gè)字典 -
dict(iterable, **kwargs)：使用可迭代對(duì)象和name=value構(gòu)造字典拥娄，注意 可迭代對(duì)象必須是一個(gè)二元結(jié)構(gòu) -
dict(mapping, **kwargs): 使用一個(gè)字典構(gòu)造另一個(gè)字典 dic = {'a':1, 'b':2, 'c':3, 'd':[1,2,3]}-
dic = dict.fromkeys(iterable, value): 使用可迭代對(duì)象的值作為 key 生成字典，value 默認(rèn)為 0瞳筏，否則用指定的 value 對(duì)字典進(jìn)行初始化稚瘾。
In : d1=dict()
In : d2={}
In : d3 = dict(a=1, b=2) ; d3
Out: {'a': 1, 'b': 2}
In : d4 = dict([('a', 1),('b', 2)], c=3, d=4) ; d4
Out: {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'd': 4}
In : d5 = dict(d4, e=5, f=6) ; d5
Out: {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'd': 4, 'e': 5, 'f': 6}
In : d7 = dict.fromkeys(range(5)) ; d7
Out: {0: None, 1: None, 2: None, 3: None, 4: None}
In : d8 = dict.fromkeys(range(5), 100) ; d8
Out: {0: 100, 1: 100, 2: 100, 3: 100, 4: 100}
2.2. 字典元素的訪問
??有如下三種方式訪問字典的鍵值對(duì)：
-
d[key]：返回 key 對(duì)應(yīng)的 value，key 不存在拋出 KeyError 異常 -
dict.get(key[, default])：返回 key 對(duì)應(yīng)的 value姚炕，key 不存在返回缺省值摊欠，如果沒有設(shè)置缺省值返回 None -
dict.setdefault(key[, default])：返回 key 對(duì)應(yīng)的值 value，key 不存在柱宦，添加key:value鍵值對(duì)(value 設(shè)置為 default)些椒，并返回 value，如果 default 沒有設(shè)置缺省為 None
In : dic = {'a':1, 'b':2, 'c':3, 'd':4}
In : dic['a']
Out: 1
In : dic['e'] # 不存在 'e' 這個(gè) key掸刊，所以直接訪問會(huì)出現(xiàn)異常
---------------------------------------------------------------------------
KeyError Traceback(most recent call last)
<ipython-input-34-87d22c709971> in <module>
----> 1 dic['e']
KeyError: 'e'
In : dic.get('a') # key 存在免糕，則返回對(duì)應(yīng)的值
Out: 1
In : dic.get('e') # 不存在，默認(rèn)會(huì)返回 None，ipython 優(yōu)化了 None 的輸出说墨，所以這里無顯示
In : dic.get('e', 'not exist') # 不存在時(shí)骏全，由指定的 default 進(jìn)行返回
Out: 'not exist'
In : dic.setdefault('a', 'ok') # 設(shè)置 a 的值為 ok,a 存在，所以返回 a 對(duì)應(yīng)的值 1
Out: 1
In : dic.setdefault('e', 'ok') # 設(shè)置 e 的值為 ok尼斧，e 不存在姜贡，所以設(shè)置并返回 value(key 不存在時(shí)等同于設(shè)置并訪問了)
Out: 'ok'
In : dic
Out: {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'd': 4, 'e': 'ok'}
當(dāng)然字典也可以被迭代訪問，后面介紹
2.3. 字典的增刪改
??由于字典可變棺棵、非線性楼咳、無序的特性，而且字典的 key 必須是可 hash 的對(duì)象烛恤，查找某個(gè) key 也是直接 hash()母怜，然后找到對(duì)應(yīng)的位置的，所以我們對(duì)它某個(gè) key 的修改可以理解為是時(shí)間復(fù)雜度 O(1) 的操作缚柏，效率很高苹熏，主要有以下幾種方法。
-
d[key] = value: 將 key 對(duì)應(yīng)的值修改為 value币喧，key 不存在添加新的key:value對(duì)轨域。 -
dic.update([other]) --> None: 使用另一個(gè)字典的k,v對(duì)更新本字典，key 不存在時(shí)添加杀餐，存在時(shí)則覆蓋干发，所以不會(huì)返回新的字典，屬于原地修改史翘。 -
dic.pop(key[, default]): key 存在枉长，移除它，并返回它的 value琼讽，key 不存在返回指定的 default必峰，如果 default 未指定，那么會(huì)返回 KeyError 異常跨琳。 -
dic.popitem(): 移除并返回一個(gè)任意的鍵值對(duì)自点，字典為 empty 時(shí)，拋出 KeyError 異常脉让。 -
dic.clear(): 清空字典桂敛。 -
del dic['a']: 通用的刪除變量方法。
In : dic = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'd': 4, 'e': 'ok'}
In : dic['a'] = 1000 ; dic
Out: {'a': 1000, 'b': 2, 'c': 3, 'd': 4, 'e': 'ok'}
In : dic2 = {'a':200,'f':50} ; dic.update(dic2) ; dic
Out: {'a': 200, 'b': 2, 'c': 3, 'd': 4, 'e': 'ok', 'f': 50}
In : dic.pop('a') # 彈出一個(gè) key'a'溅潜，key 存在返回 key 對(duì)應(yīng)的 value
Out: 200
In : dic
Out: {'b': 2, 'c': 3, 'd': 4, 'e': 'ok', 'f': 50}
In : dic.pop('g') # 彈出一個(gè) key'g'术唬，key 不存在，又沒有指定 default滚澜，則會(huì)報(bào) KeyError 異常
---------------------------------------------------------------------------
KeyError Traceback(most recent call last)
<ipython-input-49-311c3ba80251> in <module>
----> 1 dic.pop('g')
KeyError: 'g'
In : dic.pop('g','not exist') # 指定了 default粗仓，當(dāng) key 不存在時(shí)，會(huì)返回指定的 default 值
Out: 'not exist'
In : dic.popitem() # 彈出一個(gè) key:valyue 鍵值對(duì)，返回對(duì)象是元組形式
Out:('d', 4)
In : dic
Out: {'b': 2, 'c': 3, 'e': 'ok', 'f': 50}
In : del dic['e'] ; dic
Out: {'b': 2, 'c': 3, 'f': 50}
In : dic.clear()
In : dic
Out: {}
??當(dāng)我們以字典的某個(gè)對(duì)象比如 keys,values,items 等為條件對(duì)字典進(jìn)行遍歷時(shí)借浊，我們不能在遍歷的同時(shí)刪除字典的元素塘淑，字典在運(yùn)行時(shí)不允許長(zhǎng)度改變，但是在 list 中這種操作是可以的蚂斤，但是會(huì)得到意想不到的結(jié)果存捺，建議對(duì)容器進(jìn)行遍歷的同時(shí)不要修改它的長(zhǎng)度。
In : s = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 4, 'd': 5, 'e': 7, 'j': 10}
In : len(s)
Out: 6
In : for i in range(6):
...: s.popitem()
...:
In : s
Out: {}
# 下面這種方式是錯(cuò)的曙蒸，也是絕對(duì)不可以的捌治。
In : for i in s.keys():
...: s.pop(i)
...:
---------------------------------------------------------------------------
RuntimeError Traceback (most recent call last)
<ipython-input-35-9c51f70f750a> in <module>
----> 1 for i in s.keys():
2 s.pop(i)
3
RuntimeError: dictionary changed size during iteration
3. 字典遍歷
??在 Python 中，我們所說的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：字符串纽窟、元組肖油、列表，集合臂港，包括字典森枪，都可以認(rèn)為是一個(gè)容器箱子，只要是容器审孽，我們就可以進(jìn)行遍歷(是否有序和是否可以遍歷沒有必然關(guān)系疲恢，只不過有序的話是順序拿出，而無序則是隨機(jī)拿出)瓷胧，我們可以使用多種方式對(duì)字典進(jìn)行迭代遍歷，但是有些地方和其他類型不同棚愤。
3.1. 遍歷字典的 key
??dic.keys(): --> dict_keys --> 返回字典 dic 的所有 key 組成的一個(gè) dict_keys 視圖集合(類 set 結(jié)構(gòu)搓萧，不會(huì)生成新的內(nèi)存空間)。
In : dic = {'a':1, 'b':2, 'c':3, 'd':4}
In : for key in dic:
...: print(key)
...:
a
d
c
b
In : for key in dic.keys():
...: print(key)
...:
a
d
c
b
In : dic.keys()
Out: dict_keys(['a', 'd', 'c', 'b'])
??迭代字典就是在迭代字典的 key宛畦，所以直接迭代字典和使用字典的 keys() 方法返回一個(gè) keys 的視圖然后再迭代瘸洛，是一樣的效果。
3.2. 遍歷字典的 value
??dic.values(): --> dict_values --> 返回字典 dic 的所有 values 組成的一個(gè) dict_values 視圖集合(類 set 結(jié)構(gòu)次和，不會(huì)生成新的內(nèi)存空間)反肋。
In : for i in dic:
...: print(dic[i])
...:
1
2
3
4
In : for i in dic.values():
...: print(i)
...:
1
2
3
4
In : dic.values()
Out: dict_values([1, 2, 3, 4])
??可以首先遍歷字典的 key，然后再通過 key 來訪問對(duì)應(yīng)的 value踏施，也可以通過 dic.values() 直接訪問 values石蔗。
3.3. 變量字典的鍵值對(duì)
??dic.items(): --> dict_items ：返回字典 dic 的所有的 key 和 value(每個(gè) key 和 value 的鍵值對(duì)由元組表示) 組成的一個(gè) dict_items 視圖集合(類 set 結(jié)構(gòu)，不會(huì)生成新的內(nèi)存空間)畅形。
In : for i in dic.items():
...: print(i)
...:
('a', 1)
('b', 2)
('c', 3)
('d', 4)
In : for key,value in dic.items():
...: print('key:{} value:{}'.format(key,value))
...:
key:a value:1
key:b value:2
key:c value:3
key:d value:4
??由于返回的每個(gè)鍵值對(duì)為元組格式养距，那么利用我們前面學(xué)的封裝與解構(gòu)，可以很方便的獲取 key 和它對(duì)應(yīng)的 value
3.4. 字典遍歷小結(jié)
??在 Python3 中日熬，keys棍厌、values、items 方法返回一個(gè)類似生成器的可迭代對(duì)象，不會(huì)把函數(shù)的返回結(jié)果復(fù)制到內(nèi)存空間中耘纱。
- Dictionary view 對(duì)象敬肚，可以使用 len()、iter()束析、in 操作
- 字典的 entry 的動(dòng)態(tài)視圖艳馒，字典變化，視圖將反映出這些變化
- keys 返回一個(gè)類似 set 的對(duì)象畸陡，也可以看作是一個(gè) set 集合鹰溜，如果 values 可 hash 的話，那么 items 也可以看作是類 set 對(duì)象
??Python 2 中丁恭，keys曹动、values、items 方法會(huì)返回一個(gè)新的列表牲览，占據(jù)新的內(nèi)存空間墓陈，所以 Python 2 建議使用 iterkeys、itervalues第献、iteritems贡必，返回一個(gè)迭代器，而不是返回一個(gè) copy
[11:20:32 python@centos7 ~]$ python
Python 2.7.5(default, Oct 30 2018, 23:45:53)
[GCC 4.8.5 20150623(Red Hat 4.8.5-36)] on linux2
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> s = {'a':1,'b':2}
>>> s.keys() # 直接生成一個(gè) keys 的列表
['a', 'b']
>>> s.iterkeys() # 對(duì)象庸毫，迭代可以獲取數(shù)據(jù)
<dictionary-keyiterator object at 0x7f271c5fa520>
4. defaultdict 默認(rèn)值字典
??defaultdit object 是 dict 的子類仔拟，我們稱它為默認(rèn)值字典，即在創(chuàng)建字典時(shí)給所有的 value 指定一個(gè)默認(rèn)值飒赃，它存放在 collections 模塊中利花，使用前需要先進(jìn)行導(dǎo)入。為什么有默認(rèn)值字典這種類型呢载佳？請(qǐng)看如下代碼：
dic = {}
for i in 'abacdabeddfef':
if i not in dic: # 這句其實(shí)也可以優(yōu)化為 dic[i] = dic.get(i, 0) + 1
dic[i] = 0
dic[i] += 1
print(dic)
# 結(jié)果：
{'a': 3, 'b': 2, 'c': 1, 'd': 3, 'e': 2, 'f': 2}
??我們?cè)谟?jì)算一個(gè)字符串或者一個(gè)列表中的元素重復(fù)的次數(shù)時(shí)炒事，通常會(huì)用到字典對(duì)齊進(jìn)行計(jì)數(shù)，如果元素不存在字典中蔫慧，那么就需要初始化元素挠乳，當(dāng)我們使用默認(rèn)值字典時(shí)，就可以優(yōu)化的更簡(jiǎn)潔姑躲。
??當(dāng) key 不存在時(shí)睡扬，返回的是工廠函數(shù)的默認(rèn)值，比如 list 對(duì)應(yīng) [ ]肋联，str 對(duì)應(yīng)的是空字符串威蕉，set 對(duì)應(yīng) set( )，int 對(duì)應(yīng) 0
from collections import defaultdict
dic = defaultdict(int) # defaultdict(lambda :0) 這種方法也可以設(shè)置默認(rèn)為 0
for i in 'abacdabeddfef':
dic[i] += 1 # 默認(rèn)是 int 型橄仍，可以直接加減
print(dic)
# 結(jié)果：
defaultdict(<class 'int'>, {'a': 3, 'b': 2, 'c': 1, 'd': 3, 'e': 2, 'f': 2})
5. OrderedDict 有序字典
??Ordered dictionaries 像一個(gè)有序字典韧涨，但是它記住的是插入元素的順序牍戚。當(dāng)我們迭代有序字典時(shí)，它會(huì)按照這些鍵值對(duì)插入的順序返回虑粥。它同樣存在于 collections 模塊中如孝，需要使用時(shí)請(qǐng)先導(dǎo)入。
In : from collections import OrderedDict
In : dic = OrderedDict()
In : dic = dic.fromkeys('abc', 1) ; dic
Out: OrderedDict([('a', 1),('b', 1),('c', 1)])
In : for k,v in dic.items(): # 按照插入的順序
...: print(k, v)
...:
a 1
b 1
c 1
In : dic = dict([('a', 1),('b', 1),('c', 1)])
In : for k,v in dic.items(): # 無序的
...: print(k, v)
...:
a 1
c 1
b 1
??注意：在 3.6 的版本的 python/ipython 解釋器中娩贷，直接迭代或者打印時(shí)第晰，是有序的(OrderedDict)，但是在 3.5 版本以前都是隨機(jī)的彬祖，千萬不要以為字典是有序的茁瘦！
