Python字典的概念及常见应用实例详解

2023-08-10 04:20:04 66

本文实例讲述了Python字典的概念及常见应用。分享给大家供大家参考，具体如下：

字典的介绍

字典的概念
字典的创建
- 1.我们可以通过{}、dict()来创建字典对象。
- 2.通过zip()创建字典对象
- 3.通过fromkeys创建值为空的字典
字典元素的访问
- 1.通过[键]获得“值”。若键不存在，则抛出异常。
- 2.通过get()方法获得“值”。推荐使用。优点是：指定键不存在，返回None；也可以设
- 3.列出所有的键值对
- 4.列出所有的键，列出所有的值
- 5.len()键值对的个数
- 6.检测一个“键”是否在字典中
字典元素添加、修改、删除
- 1.给字典新增“键值对”
- 2.使用update()
- 3.字典中元素的删除
- 4.popitem()
序列解包
- 序列解包可以用于元组、列表、字典。
- 序列解包用于字典时
表格数据使用字典和列表存储，并实现访问
字典核心底层原理(重要)
- 将一个键值对放进字典的底层过程
- 扩容
根据键查找“键值对”的底层过程
用法总结：

字典的概念

字典是“键值对”的无序可变序列，字典中的每个元素都是一个“键值对”，包含：“键
对象”和“值对象”。可以通过“键对象”实现快速获取、删除、更新对应的“值对象”。
列表中我们通过“下标数字”找到对应的对象。字典中通过“键对象”找到对应的“值
对象”。“键”是任意的不可变数据，比如：整数、浮点数、字符串、元组。但是：列表、
字典、集合这些可变对象，不能作为“键”。并且“键”不可重复。
“值”可以是任意的数据，并且可重复。
一个典型的字典的定义方式：

a={'name':'gaoqi','age':18,'job':'programmer'}

字典的创建

1.我们可以通过{}、dict()来创建字典对象。

>>>a={'name':'gaoqi','age':18,'job':'programmer'}
>>>b=dict(name='gaoqi',age=18,job='programmer')
>>>a=dict([("name","gaoqi"),("age",18)])
>>>c={}#空的字典对象
>>>d=dict()#空的字典对象

2.通过zip()创建字典对象

>>>k=['name','age','job']
>>>v=['gaoqi',18,'techer']
>>>d=dict(zip(k,v))
>>>d
{'name':'gaoqi','age':18,'job':'techer'}

3.通过fromkeys创建值为空的字典

>>>a=dict.fromkeys(['name','age','job'])
>>>a
{'name':None,'age':None,'job':None}

字典元素的访问

为了测试各种访问方法，我们这里设定一个字典对象：

a={'name':'gaoqi','age':18,'job':'programmer'}

1.通过[键]获得“值”。若键不存在，则抛出异常。

>>>a={'name':'gaoqi','age':18,'job':'programmer'}
>>>a['name']
'gaoqi'
>>>a['age']
18
>>>a['sex']
Traceback(mostrecentcalllast):
File"",line1,in
a['sex']
KeyError:'sex'

2.通过get()方法获得“值”。推荐使用。优点是：指定键不存在，返回None；也可以设

定指定键不存在时默认返回的对象。推荐使用get()获取“值对象”。

>>>a.get('name')
'gaoqi'
>>>a.get('sex')
>>>a.get('sex','一个男人')
'一个男人'

3.列出所有的键值对

>>>a.items()
dict_items([('name','gaoqi'),('age',18),('job','programmer')])

4.列出所有的键，列出所有的值

>>>a.keys()
dict_keys(['name','age','job'])
>>>a.values()
dict_values(['gaoqi',18,'programmer'])

5.len()键值对的个数

6.检测一个“键”是否在字典中

>>>a={"name":"gaoqi","age":18}
>>>"name"ina
True

字典元素添加、修改、删除

1.给字典新增“键值对”

如果“键”已经存在，则覆盖旧的键值对；如果“键”不存在，则新增“键值对”。

>>>a={'name':'gaoqi','age':18,'job':'programmer'}
>>>a['address']='西三旗1号院'
>>>a['age']=16
>>>a
{'name':'gaoqi','age':16,'job':'programmer','address':'西三旗1号院'}

2.使用update()

将新字典中所有键值对全部添加到旧字典对象上。如果key有重复，则直接覆盖。

>>>a={'name':'gaoqi','age':18,'job':'programmer'}
>>>b={'name':'gaoxixi','money':1000,'sex':'男的'}
>>>a.update(b)
>>>a
{'name':'gaoxixi','age':18,'job':'programmer','money':1000,'sex':'男的'}

3.字典中元素的删除

可以使用del()方法；或者clear()删除所有键值对；pop()删除指定键值对，并返回对应的“值对象”；

>>>a={'name':'gaoqi','age':18,'job':'programmer'}
>>>del(a['name'])
>>>a
{'age':18,'job':'programmer'}
>>>b=a.pop('age')
>>>b
18

4.popitem()

随机删除和返回该键值对。字典是“无序可变序列”，因此没有第一个元
素、最后一个元素的概念；popitem弹出随机的项，因为字典并没有"最后的元素"或者其
他有关顺序的概念。若想一个接一个地移除并处理项，这个方法就非常有效（因为不用首先
获取键的列表）。

>>>a={'name':'gaoqi','age':18,'job':'programmer'}
>>>a.popitem()
('job','programmer')
>>>a
{'name':'gaoqi','age':18}
>>>a.popitem()
('age',18)
>>>a
{'name':'gaoqi'}

序列解包

序列解包可以用于元组、列表、字典。

序列解包可以让我们方便的对多个变量赋值。

>>>x,y,z=(20,30,10)
>>>x
20
>>>y
30
>>>z
10
>>>(a,b,c)=(9,8,10)
>>>a
9
>>>[a,b,c]=[10,20,30]
>>>a
10
>>>b
20

序列解包用于字典时

默认是对“键”进行操作；如果需要对键值对操作，则需要使用items()；如果需要对“值”进行操作，则需要使用values()；

>>>s={'name':'gaoqi','age':18,'job':'teacher'}
>>>name,age,job=s#默认对键进行操作
>>>name
'name'
>>>name,age,job=s.items()#对键值对进行操作
>>>name
('name','gaoqi')
>>>name,age,job=s.values()#对值进行操作
>>>name
'gaoqi'

表格数据使用字典和列表存储，并实现访问

姓名	年龄	薪资	城市
高小一	18	30000	北京
高小二	19	20000	上海
高小五	20	10000	深圳

源代码（mypy_09.py）：

r1={"name":"高小一","age":18,"salary":30000,"city":"北京"}
r2={"name":"高小二","age":19,"salary":20000,"city":"上海"}
r3={"name":"高小五","age":20,"salary":10000,"city":"深圳"}
tb=[r1,r2,r3]
#获得第二行的人的薪资
print(tb[1].get("salary"))
#打印表中所有的的薪资
foriinrange(len(tb)):#i-->0,1,2
print(tb[i].get("salary"))
#打印表的所有数据
foriinrange(len(tb)):
print(tb[i].get("name"),tb[i].get("age"),tb[i].get("salary"),tb[i].get("city"))

字典核心底层原理(重要)

字典对象的核心是散列表。散列表是一个稀疏数组（总是有空白元素的数组），数组的
每个单元叫做bucket。每个bucket有两部分：一个是键对象的引用，一个是值对象的引
用。
由于，所有bucket结构和大小一致，我们可以通过偏移量来读取指定bucket。

将一个键值对放进字典的底层过程

>>>a={}
>>>
a["name"]="gaoqi"

假设字典a对象创建完后，数组长度为8：

我们要把”name”=”gaoqi”这个键值对放到字典对象a中，首先第一步需要计算
键”name”的散列值。Python中可以通过hash()来计算。

>>>bin(hash("name"))
'-0b1010111101001110110101100100101'

由于数组长度为8，我们可以拿计算出的散列值的最右边3位数字作为偏移量，即
“101”，十进制是数字5。我们查看偏移量5，对应的bucket是否为空。如果为空，则
将键值对放进去。如果不为空，则依次取右边3位作为偏移量，即“100”，十进制是数字
4。再查看偏移量为4的bucket是否为空。直到找到为空的bucket将键值对放进去。流
程图如下：

扩容

python会根据散列表的拥挤程度扩容。“扩容”指的是:创造更大的数组，将原有内容
拷贝到新数组中。
接近2/3时，数组就会扩容。

根据键查找“键值对”的底层过程

我们明白了，一个键值对是如何存储到数组中的，根据键对象取到值对象，理解起来就
简单了。

>>>a.get("name")
'gaoqi'

当我们调用a.get(“name”)，就是根据键“name”查找到“键值对”，从而找到值
对象“gaoqi”。
第一步，我们仍然要计算“name”对象的散列值：

>>>bin(hash("name"))
'-0b1010111101001110110101100100101'

和存储的底层流程算法一致，也是依次取散列值的不同位置的数字。假设数组长度为
8，我们可以拿计算出的散列值的最右边3位数字作为偏移量，即“101”，十进制是数字
5。我们查看偏移量5，对应的bucket是否为空。如果为空，则返回None。如果不为空，
则将这个bucket的键对象计算对应散列值，和我们的散列值进行比较，如果相等。则将对
应“值对象”返回。如果不相等，则再依次取其他几位数字，重新计算偏移量。依次取完后，
仍然没有找到。则返回None。流程图如下：

用法总结：

键必须可散列
(1)数字、字符串、元组，都是可散列的。
(2)自定义对象需要支持下面三点：
- 支持hash()函数
- 支持通过__eq__()方法检测相等性。
- 若a==b为真，则hash(a)==hash(b)也为真。
字典在内存中开销巨大，典型的空间换时间。
键查询速度很快
往字典里面添加新建可能导致扩容，导致散列表中键的次序变化。因此，不要在遍历字典的同时进行字典的修改。

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希望本文所述对大家Python程序设计有所帮助。

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