Python dict(字典)

veelion發表於2018-12-26
Python

字典(dict, dictionary的簡寫)是Python中另一個非常重要的內建資料型別，是Python中對映型別(Mapping Type)，它把“鍵”(key)對映到“值”(value)，透過key可以快速找到value，它是一種“鍵值對”(key-value)資料結構。

python dict

“鍵”，可以是任意不可變的型別物件(可以做hash，即具有hash()和eq()方法的物件），通常是字串和數字，同一個字典中鍵是唯一的。但不能是list，因為list可以透過索引、切片、append()和extend()方法改變其值。
“值”，可以是任何型別的資料。

python的字典

Python字典(dict)的建立

字典可以透過dict()或一對花括號建立一個空字典: d = {}。花括號內可以放用逗號,隔開的多個鍵值對，鍵值對用冒號:隔開:

In [1]: d1 = {}

In [2]: d2 = dict()

In [3]: d1 == d2
Out[3]: True

In [4]: d3 = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}

In [5]: d3
Out[5]: {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}

In [6]: d4 = {'a': 1, 'a':2, 'a':3}

In [7]: d4
Out[7]: {'a': 3}

上面最後一個例子d4的初始化中，鍵都是'a'，所以得到的字典只有一個鍵，它的值是最後一次賦值3.

dict()建立字典物件

dict()無引數時生成空字典，也可以透過傳入引數進行初始化。傳入引數有兩種形式：
一種是，序列型資料list或tuple，它每個元素必須又含有兩個子元素，以滿足key-value對；
一種是，name=value形式的引數。
見下面的例子：

In [21]: d1
Out[21]: {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}

In [22]: d2 = dict(a=1, b=2, c=3)

In [23]: d2
Out[23]: {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}

字典推導式（Dict Comprehension)

類似列表推導式，我們可以透過一個for迴圈表示式來建立一個字典：

In [10]: dd = {x: x*x for x in range(5)}

In [11]: dd
Out[11]: {0: 0, 1: 1, 2: 4, 3: 9, 4: 16}

list不能做字典的key，但是可以做value：

In [12]: l1 = [1,2,3]

In [13]: d = {'a': l1}

In [14]: d = {l1: 'a'}
----------------------
TypeError     Traceback (most recent call last)
<ipython-input-14-bcd280c2bff6> in <module>
----> 1 d = {l1: 'a'}

TypeError: unhashable type: 'list'

Python字典(dict)的訪問

(1)透過鍵訪問其值
列表可以透過其索引訪問元素，字典就是透過鍵訪問對應的值，形式類似列表那樣用方括號，只不過用“鍵”替代了“索引”。方法是字典物件名稱加方括號括起來的鍵名，比如：mydict['a']。如果某個鍵不在字典物件中，透過方括號訪問就會報錯：

In [26]: myd = dict(a=1, b=2, c=3)

In [27]: myd
Out[27]: {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}

In [28]: myd['a']
Out[28]: 1

In [29]: myd['e']
------------------
KeyError          Traceback (most recent call last)
<ipython-input-29-86b81ed4647a> in <module>
----> 1 myd['e']

KeyError: 'e'

(2)透過get(key)方法訪問其值
給get()傳入鍵作為引數，就可以得到value，如果key不存在則返回None。

In [30]: myd.get('a')
Out[30]: 1

In [31]: print(myd.get('e'))
None

Python字典(dict)的更改

詳見下面的示例程式碼：

In [32]: myd = dict(a=1, b=2, c=3)

In [33]: myd['a'] = 9  # 改變某個鍵的值

In [34]: myd
Out[34]: {'a': 9, 'b': 2, 'c': 3}

In [35]: myd['e'] = 8  # 增加新的鍵值對

In [36]: myd
Out[36]: {'a': 9, 'b': 2, 'c': 3, 'e': 8}

In [37]: del myd['e']  # 刪除某個鍵及其值

In [38]: myd
Out[38]: {'a': 9, 'b': 2, 'c': 3}

In [39]: myd.pop('c')  # 刪除某個鍵及其值並得到其值
Out[39]: 3

In [40]: myd
Out[40]: {'a': 9, 'b': 2}

Python字典(dict)相關的內建函式

Python內建了一些函式可以用於操作字典，它們是：

  1. len()
    返回字典的長度，是鍵的個數，也是值的個數，也是鍵值對的個數。空字典的長度是0
In [41]: len({'a':1, 'b':2})
Out[41]: 2

In [42]: len({})
Out[42]: 0
  1. any()和all()
    類似於對列表、tuple的操作，不過這兩個函式檢驗的是字典的鍵(key)。
    any(): 只要字典有一個鍵為True則返回True；
    all(): 只有字典的所有鍵都為True才返回True；
In [45]: any({'': 1, 0: 'abcd', False: 333})
Out[45]: False

In [46]: all({'': 1, 0: 'abcd', False: 333})
Out[46]: False

In [47]: all({'a': 1, 0: 'abcd', False: 333})
Out[47]: False

In [48]: any({'a': 1, 0: 'abcd', False: 333})
Out[48]: True

In [49]: any({})
Out[49]: False

In [50]: all({})
Out[50]: True

不過，空字典有意思，它沒有鍵卻認為是所有鍵都為True，all({})返回True。

  1. sorted()
    跟操作列表、tuple的效果一樣，它把字典的所有key當做一個列表（或元組）進行排序
In [51]: sorted({'a': 1, 'c': 3, 'b': 4})
Out[51]: ['a', 'b', 'c']

in 運算子

跟列表，元組一樣，in用來檢驗一個key是不是在字典中：

In [56]: 'a' in {'a': 1, 'c': 3, 'b': 4}
Out[56]: True

In [57]: '3' in {'a': 1, 'c': 3, 'b': 4}
Out[57]: False

In [58]: '3' not in {'a': 1, 'c': 3, 'b': 4}
Out[58]: True

遍歷字典：

In [59]: for key in {'a': 1, 'c': 3, 'b': 4}: 
    ...:     print(key) 
    ...:
a
c
b

Python字典(dict)的內建方法：

（1）keys()
返回鍵(key)的view物件（型別是：dict_keys）。這個view物件可以動態檢視字典內部的物件，當字典改變後，這個view物件也會反應變化。
Python 2時，返回的是list，現在是dict_keys。

In [76]: myd = dict(a=1, b=2, c=3)

In [77]: kk = myd.keys()

In [78]: type(kk)
Out[78]: dict_keys

In [79]: for k in kk: 
    ...:     print(k) 
    ...:
a
b
c

In [80]: myd['e'] = 9  # 修改了字典

In [81]: for k in kk:  # 並沒有重新獲取kk，但是kk已經反應了變化，多了e
    ...:     print(k) 
    ...:
a
b
c
e

（2）values()
返回值(value)的view物件，dict_values。

（3）items()
返回鍵值對(key-value)的view物件：dict_items

In [82]: vv = myd.values()

In [83]: vv
Out[83]: dict_values([1, 2, 3, 9])

In [84]: ii = myd.items()

In [85]: ii
Out[85]: dict_items([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3), ('e', 9)])

（4）get(key)
獲取key對應的value，上面已經講到。

（5）clear()
清空一個字典

In [86]: myd.get('a')
Out[86]: 1

In [87]: myd.get('x', 0)
Out[87]: 0

In [88]: myd.clear()

In [89]: myd
Out[89]: {}

（6）copy()
在Python中，把列表，字典物件賦值給變數時，都是“淺複製”，即，變數指向了物件，原來的物件改變了，這個變數的值也會跟著變。而cop()函式是“深複製”，重新創造一個新物件賦值給變數，原來的物件的改變不影響新物件。

In [94]: d1 = {'a':1}

In [95]: d2 = d1  # 淺複製

In [96]: d3 = d1.copy()  # 深複製

In [97]: d1['a'] = 2  # 改變原來的字典

In [98]: d2
Out[98]: {'a': 2}  # 淺複製的d2也跟著改變

In [99]: d3
Out[99]: {'a': 1}  # 深複製的d3還是原來的值

（7）pop(key)
刪除key並返回它的值，上面已經講到。

（8）popitem()
返回一對鍵值：

In [105]: myd = dict(a=1, b=2, c=3)

In [106]: myd.popitem()
Out[106]: ('c', 3)

In [107]: myd.popitem()
Out[107]: ('b', 2)

（9）fromkeys()
透過一個序列來初始化字典：

In [109]: d = {}

In [110]: d.fromkeys([1,2,3])
Out[110]: {1: None, 2: None, 3: None}

In [111]: d.fromkeys([1,2,3], 0)
Out[111]: {1: 0, 2: 0, 3: 0}

（10）update()
用一個字典來更新另一字典：

In [113]: d = d.fromkeys([1,2,3], 0)

In [114]: d
Out[114]: {1: 0, 2: 0, 3: 0}

In [115]: d.update({1:10, 2:20})

In [116]: d
Out[116]: {1: 10, 2: 20, 3: 0}

總結

字典是Python中很重要的一個資料結構，也是Python內建的資料型別。今後的程式設計中會經常用到它，所以要熟練掌握它的各種操作。

練習

  1. 熟悉對字典的各種操作。
  2. 想一想字典可以和日常生活中哪些場景聯絡起來。

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