python 数据结构--Dictionary(字典)

Dictionary(字典)

一种通过名字引用值的数据结构，这种结构类型称为映射（mapping）。字典是Python中唯一内建的映射类型，字典指定值并没有特殊顺序，都存储在一个特殊的键（Key）里，键可以是数字、字符串或元组。字典是另一种可变容器模型，可存储任意类型的对象。

1.1 认识字典的作用

students = ['小明','小红','小张','王军']
numbers = ['1001','1002','1003','1004']

# 假设需要查找小张的学号则需：
print('小张的学号：',numbers[students.index('小张')])

小张的学号： 1003

students = {
    '小明':  '1001',
    '小红': '1002',
    '小张': '1003',
    '王军': '1004' 
}
print('小张的学号：',students['小张']) # 通过键访问字典对应的值

小张的学号： 1003

1.2 创建和使用字典

字典的创建格式如下：
dict_one = {
key1: value1,
key2: value2
}

1.2.1 dict()函数

student = [('name','小明'),('number','1001')]
detail = dict(student)
print('学生详细信息：', detail)

学生详细信息： {'name': '小明', 'number': '1001'}

1.2.2 修改字典

stu = {
    '小明':  '1001',
    '小红': '1002',
    '小张': '1003',
    '王军': '1004' 
}
stu['王军']

'1004'

stu['王军'] = '1005'
stu['王军']

'1005'

1.2.3 删除字典

stu = {
    '小明':  '1001',
    '小红': '1002',
    '小张': '1003',
    '王军': '1004' 
}
print(stu)

{'小明': '1001', '小红': '1002', '小张': '1003', '王军': '1004'}

del stu['王军']
print(stu)

{'小明': '1001', '小红': '1002', '小张': '1003'}

# 删除字典 del stu

1.2.4 字典的特性

字典值可以没有限制地取任何Python对象，既可以是标准对象，也可以是用户定义的对象，但键不行。需要记住以下两点：

（1）不允许同一个键出现两次。创建时如果同一个键被赋值两次，后面的值会被记住;

（2）键必须不可变，可以用数字、字符串或元组充当，不能用列表。

1.2.5 len()函数

stu = {
    '小明':  '1001',
    '小红': '1002',
    '小张': '1003',
    '王军': '1004' 
}
len(stu) # 统计字典中键的总数

4

type(stu)

dict

1.2.6 字典的格式化字符串

stu = {
    '小明':  '1001',
    '小红': '1002',
    '小张': '1003',
    '王军': '1004' 
}
print('小明的学号是：%(小明)s'  %stu)

小明的学号是：1001

1.2.7　字典和列表的区别

dict的特点是：
（1）查找和插入的速度极快，不会随着key的增加而变慢。
（2）需要占用大量内存，内存浪费多。
list的特点是：
（1）查找和插入时间随着元素的增加而增加。
（2）占用空间小，浪费内存很少。所以，dict是使用空间换取时间。

提　示：dict内部存放的顺序和键放入的顺序没有关系。

1.3 字典方法

1.3.1　clear()方法

clear()方法用于删除字典内的所有项。clear()方法的语法如下：dict.clear()此语法中，dict代表指定字典，该方法不需要参数。该函数是一个原地操作（类似于list.sort）函数，没有任何返回值（返回值为None）。

stu = {
    '小明':  '1001',
    '小红': '1002',
    '小张': '1003',
    '王军': '1004' 
}
stu.clear()
print("字典中的元素个数为：%d " % len(stu))

字典中的元素个数为：0 

x = {'age': 10}
y = x
x = {} #重新关联到另外一个字典,这对y没有影响
y

{'age': 10}

x = {'age': 10}
y = x
x.clear() #使用clear后，y的值也被清空
y

{}

1.3.2　copy()方法

copy()方法返回一个具有相同键／值对的新字典。这个方法是浅复制（shallow copy），因为值本身是相同的，而不是副本。copy()方法的语法如下：dict.copy()此语法中，dict代表指定字典，该方法不需要参数。返回结果为一个字典的浅复制。

stu = {
    '小明':  '1001',
    '小红': '1002',
    '小张': '1003',
    '王军': '1004' ,
    'info': ['小张','1006','man']
}
st = stu.copy()
print("赋值后得到的st为",st)

赋值后得到的st为 {'小明': '1001', '小红': '1002', '小张': '1003', '王军': '1004', 'info': ['小张', '1006', 'man']}

st['王军'] = 1005  # 替换副本的值，原始字典不受影响
print(st)
print(stu)

{'小明': '1001', '小红': '1002', '小张': '1003', '王军': 1005, 'info': ['小张', '1006', 'man']}
{'小明': '1001', '小红': '1002', '小张': '1003', '王军': '1004', 'info': ['小张', '1006', 'man']}

st['info'].remove('man')  # 修改了某个值，不是替换，原始字典也会受到影响
print(st)
print(stu)

{'小明': '1001', '小红': '1002', '小张': '1003', '王军': 1005, 'info': ['小张', '1006']}
{'小明': '1001', '小红': '1002', '小张': '1003', '王军': '1004', 'info': ['小张', '1006']}

1.3.3　fromkeys()方法

fromkeys()方法用于创建一个新字典。fromkeys()方法的语法如下：dict.fromkeys(seq[, value]))此语法中，dict代表指定字典；seq代表字典键值列表；value代表可选参数，设置键序列（seq）的值。该方法返回结果为列表。

seq = ['name','age','sex','tel']  # 键值序列
info = dict.fromkeys(seq)
info

{'age': None, 'name': None, 'sex': None, 'tel': None}

1.3.4　get()方法

get()方法返回指定键的值，如果值不在字典中，就返回默认值。get()方法的语法如下：dict.get(key, default=None)此语法中，dict代表指定字典，key代表字典中要查找的键，default代表指定键的值不存在时返回默认值。该方法返回结果为指定键的值，如果值不在字典中，就返回默认值None。

stu = {
    '小明':  '1001',
    '小红': '1002',
    '小张': '1003',
    '王军': '1004' ,
    'info': ['小张','1006','man']
}
stu.get('小明')

'1001'

1.3.5　key in dict方法

Python字典in操作符用于判断键是否存在于字典中，如果键在字典dict中就返回true，否则返回false。该方法的语法如下：key in dict此语法中，dict代表指定字典，key代表要在字典中查找的键。如果键在字典里就返回true，否则返回false。

stu = {
    '小明':  '1001',
    '小红': '1002',
    '小张': '1003',
    '王军': '1004' ,
    'info': ['小张','1006','man']
}
# 'info' in stu True
'小强' in stu

False

1.3.6　items()方法

items()方法以列表返回可遍历的（键／值）元组数组。items()方法的语法如下：dict.items()此语法中，dict代表指定字典，该方法不需要参数。返回结果为可遍历的（键／值）元组数组。

stu = {
    '小明':  '1001',
    '小红': '1002',
    '小张': '1003',
    '王军': '1004' ,
}
for i in stu.items():
    print(i)

('小明', '1001')
('小红', '1002')
('小张', '1003')
('王军', '1004')

1.3.7　keys()方法

keys()方法以列表返回一个字典的所有键。keys()方法的语法如下：dict.keys()此语法中，dict代表指定字典，该方法不需要参数。返回结果为一个字典的所有键。该方法使用示例如下：

stu = {
    '小明':  '1001',
    '小红': '1002',
    '小张': '1003',
    '王军': '1004' ,
}
for k in stu.keys():
    print(k)

小明
小红
小张
王军

1.3.8　setdefault()方法

setdefault()方法和get()方法类似，用于获得与给定键相关联的值。如果键不存在于字典中，就会添加键并将值设为默认值。setdefault()方法的语法如下：dict.setdefault(key, default=None)此语法中，dict代表指定字典，key代表查找的键值，default代表键不存在时设置的默认键值。该方法没有任何返回值。

stu = {
    '小明':  '1001',
    '小红': '1002',
    '小张': '1003',
    '王军': '1004' ,
}
print(stu.setdefault('小强'))
print(stu.setdefault('小明'))

None
1001

1.3.9　update()方法

update()方法用于把字典dict2的键／值对更新到dict里。update()方法的语法如下：dict.update(dict2)此语法中，dict代表指定字典，dict2代表添加到指定字典dict里的字典。该方法没有任何返回值。

stu = {
    '小明':  '1001',
    '小红': '1002',
    '小张': '1003',
    '小文': '1004' ,
}
stu1 = {
    '小李':  '1005',
    '小王': '1006',
    '小蓝': '1007',
    '小熊': '1008' ,
}
stu.update(stu1)
stu

{'小张': '1003',
 '小文': '1004',
 '小明': '1001',
 '小李': '1005',
 '小熊': '1008',
 '小王': '1006',
 '小红': '1002',
 '小蓝': '1007'}

1.3.10　values()方法

values()方法以列表形式返回字典中的所有值。与返回键的列表不同，返回的列表中可以包含重复的元素。values()方法的语法如下：dict.values()此语法中，dict代表指定字典，该方法不需要参数。返回结果为字典中的所有值。

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

1001
1002
1003
1004
1005
1006
1007
1008

1.4 字典合并与排序

有两个字典，先将字典合并，完成后对合并的字典进行排序。大体思路：

• （1）借助字典的update函数将字典合并。
• （2）准备一个将字典转化为列表的函数（知识点：字典转化为列表）。
• （3）将转化后的列表进行排序（知识点：列表排序）。
• （4）将排序好的列表转化为字典（知识点：列表转化为字典）。

def dictTolist(dic:dict):
    """将字典转化为列表"""
    keys = dic.keys()
    values = dic.values()
    lst = [(key,val) for key,val in zip(keys,values)]
    return lst
def merge_sort():
    dict_one = {"2性别":"男","1姓名":"李白","5外号":"诗仙"}
    dict_two = {"4派系":"浪漫主义诗人","3朝代":"唐朝","6代表作":"《蜀道难》、《将进酒》"}
    dict_merge = dict()
    dict_merge.update(dict_one)
    dict_merge.update(dict_two)
    desc_list = sorted(dictTolist(dict_merge),key=lambda x:x[0],reverse=True)
    desc_dict = dict(desc_list)
    
    asc_list = sorted(dictTolist(dict_merge),key=lambda x:x[0],reverse=False)
    asc_dict = dict(asc_list)
    print(f'合并的结果为：{dict_merge}')
    print(f'按照第0个元素降序排列：{desc_dict}')
    print(f'按照第0个元素升序排列：{asc_dict}')
    print
merge_sort()

合并的结果为：{'2性别': '男', '1姓名': '李白', '5外号': '诗仙', '4派系': '浪漫主义诗人', '3朝代': '唐朝', '6代表作': '《蜀道难》、《将进酒》'}
按照第0个元素降序排列：{'6代表作': '《蜀道难》、《将进酒》', '5外号': '诗仙', '4派系': '浪漫主义诗人', '3朝代': '唐朝', '2性别': '男', '1姓名': '李白'}
按照第0个元素升序排列：{'1姓名': '李白', '2性别': '男', '3朝代': '唐朝', '4派系': '浪漫主义诗人', '5外号': '诗仙', '6代表作': '《蜀道难》、《将进酒》'}