【人生苦短，我学 Python】（6）字典数据类型（dict）

简述 / 前言

前面主要了解了 Python 的语言基础，现在我们来了解 Python 给我们提供了哪些数据类型，以及如何使用这些数据类型。

• Python语言中，一切皆为对象，而每个对象都属于某个数据类型；
• Python的数据类型包括内置的数据类型、模块中定义的数据类型和用户自定义的类型；
  • 数值数据类型：int、bool、float、complex；
  • 序列数据类型：不可变（str、tuple、bytes）和可变（list、bytearray）；
  • 集合数据类型：set、frozenset；
  • 字典数据类型：dict。例如：{1: “one”, 2: “two”}；；
  • NoneType、NotImplementedType和EllipsisType。

上一篇文章我们介绍了集合数据类型（set、frozenset），这篇我们介绍字典数据类型（dict）。

1. dict数据类型（字典）

字典是 python 中唯一内置映射数据类型。

• 字典类型 dict 是无序的集合体。
• 字典是一个由键和值组成的键值对构成的集合，每一个字典元素分为两部份：
  • 键（key）
  • 值（value）
• 键不能重复，只能使用不可变对象（bool，int，float，complex，str，tuple，fronzenset等）。
• 可以通过指定的键从字典访问值。
  • 例如，表示星期时，用0表示星期日（SUN），1表示星期一（MON），6表示星期六（SAT）。

1.1 创建字典对象

字典的形式：由一对花括号括起的，以逗号分隔的键值对构成，键值对的书写形式为：<键> : <值>

创建字典对象有两种方法：{} 或者 dict。

1. 用 {} 创建字典对象：
   格式：{键1:值1, 键2:值2, ...}

   >>> d1_1 = {1: 'MON', 2: 'TUE', 3: 'WED', 4: 'THU', 5: 'FRI', 6: 'SAT', 0: 'SUN'}
   >>> d1_1
   {1: 'MON', 2: 'TUE', 3: 'WED', 4: 'THU', 5: 'FRI', 6: 'SAT', 0: 'SUN'}
   >>> d2_1 = {'Age': {'myAge': 21}}
   >>> d2_1
   {'Age': {'myAge': 21}}
   

2. 用 dict 创建字典对象：
   格式：dict(键1=值1, 键2=值2, ...)

   >>> d1_2 = dict(w1='MON', w2='TUE', w3='WED', w4='THU', w5='FRI', w6='SAT', w0='SUN')
   >>> d1_2
   {'w1': 'MON', 'w2': 'TUE', 'w3': 'WED', 'w4': 'THU', 'w5': 'FRI', 'w6': 'SAT', 'w0': 'SUN'}
   

   但是要注意，类型构造器（dict()）对键值对的要求比字面值的键值对的要求更严格，键名key必须是一个标识符，而不能是表达式。

   >>> d1_2 = dict(1='MON', 2='TUE', 3='WED', 4='THU', 5='FRI', 6='SAT', 0='SUN')
     File "<stdin>", line 1
       d1_2 = dict(1='MON', 2='TUE', 3='WED', 4='THU', 5='FRI', 6='SAT', 0='SUN')
                   ^^
   SyntaxError: expression cannot contain assignment, perhaps you meant "=="?
   

1.2 访问字典元素

字典元素的访问方式是通过键访问相关联的值，访问形式为：<字典>[<键>]

>>> d1_2['w1']
'MON'
>>> d1_2['w0']
'SUN'
>>> d1_2['w7']		# 不能访问字典中没有的键（键w7不存在，只有w0-w6）
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
KeyError: 'w7'

1.3 字典的基本操作

1. 修改元素（dict[键] = 值）：
   d1_2[‘w1’] = “星期一”，可把 w1 的值由 MON 改为 星期一。

   >>> d1_2['w1'] = "星期一"
   >>> d1_2
   {'w1': '星期一', 'w2': 'TUE', 'w3': 'WED', 'w4': 'THU', 'w5': 'FRI', 'w6': 'SAT', 'w0': 'SUN'}
   

2. 添加元素（dict[键] = 值）：
   d1_2[‘my’] = ‘小邓在森林’，如果不存在键 my，则添加一个新键值对。

   >>> d1_2['my'] = '小邓在森林'
   >>> d1_2
   {'w1': '星期一', 'w2': 'TUE', 'w3': 'WED', 'w4': 'THU', 'w5': 'FRI', 'w6': 'SAT', 'w0': 'SUN', 'my': '小邓在森林'}
   

3. 删除元素（del）：
   del d1_2[‘my’]，删除字典条目。

   >>> del  d1_2['my']
   >>> d1_2
   {'w1': '星期一', 'w2': 'TUE', 'w3': 'WED', 'w4': 'THU', 'w5': 'FRI', 'w6': 'SAT', 'w0': 'SUN'}
   

4. 通过内置函数 len()，可以获取字典的长度（元素个数）：

   >>> len(d1_2)
   7
   

5. 字典对象也支持比较运算符（==、!=）：

   >>> d1 = {'Age': 21, 'Name': '小邓在森林'}
   >>> d2 = {'Age': 21, 'Name': '小邓在森林'}
   >>> d1 == d2
   True
   >>> d1 != d2
   False
   

1.4 字典对象方法

方法	含义
d.keys()	返回字典d中所有键的列表，类型为dict_keys
d.values()	返回字典d中值的列表，类型为dict_values
d.items()	返回字典d中由键和相应值组成的元组的列表，类型为dict_items
d.clear()	删除字典d的所有条目
d.copy()	返回字典d的浅复制拷贝，不复制嵌入结构
d.update(x)	将字典x中的键值加入到字典d
d.pop(k)	删除键值为k的键值对，返回k所对应的值
d.get(k[,y])	返回键k对应的值，若未找到该键返回none，若提供y，则未找到k时返回y

示例：

>>> d = {1:'MON',2:'TUE',3:'WED',4:'THU',5:'FRI',6:'SAT',0:'SUN'}
>>> d
{1: 'MON', 2: 'TUE', 3: 'WED', 4: 'THU', 5: 'FRI', 6: 'SAT', 0: 'SUN'}
>>> d.keys()
dict_keys([1, 2, 3, 4, 5, 6, 0])
>>> d.values()
dict_values(['MON', 'TUE', 'WED', 'THU', 'FRI', 'SAT', 'SUN'])
>>> d.items()
dict_items([(1, 'MON'), (2, 'TUE'), (3, 'WED'), (4, 'THU'), (5, 'FRI'), (6, 'SAT'), (0, 'SUN')])
>>> for key, value in d.items():
...     print(key, ' ', value)
...
1   MON
2   TUE
3   WED
4   THU
5   FRI
6   SAT
0   SUN

注意，通过 = 是将此字典的指针对象进行传递，和列表是一样的，详见下面的例子：

>>> d = {1:'MON',2:'TUE',3:'WED',4:'THU',5:'FRI',6:'SAT',0:'SUN'}
>>> d
{1: 'MON', 2: 'TUE', 3: 'WED', 4: 'THU', 5: 'FRI', 6: 'SAT', 0: 'SUN'}
>>> d1 = d		# 这是d1指向d指向的对象
>>> d1
{1: 'MON', 2: 'TUE', 3: 'WED', 4: 'THU', 5: 'FRI', 6: 'SAT', 0: 'SUN'}
>>> d1.clear()	# 删除字典d1的所有数据，此时字典d的所有数据也被删除
>>> d1
{}
>>> d
{}

所以要复制字典元素时，应该用 .copy() 进行浅复制，详见下面例子：

>>> d = {1:'MON',2:'TUE',3:'WED',4:'THU',5:'FRI',6:'SAT',0:'SUN'}
>>> d
{1: 'MON', 2: 'TUE', 3: 'WED', 4: 'THU', 5: 'FRI', 6: 'SAT', 0: 'SUN'}
>>> d1 = d.copy()
>>> d1
{1: 'MON', 2: 'TUE', 3: 'WED', 4: 'THU', 5: 'FRI', 6: 'SAT', 0: 'SUN'}
>>> d1.clear()	# 删除字典d1的所有数据，此时字典d的所有数据并不会删除
>>> d1
{}
>>> d
{1: 'MON', 2: 'TUE', 3: 'WED', 4: 'THU', 5: 'FRI', 6: 'SAT', 0: 'SUN'}

>>> d
{1: 'MON', 2: 'TUE', 3: 'WED', 4: 'THU', 5: 'FRI', 6: 'SAT', 0: 'SUN'}
>>> d.update({'test': 'Hello World!'})
>>> d
{1: 'MON', 2: 'TUE', 3: 'WED', 4: 'THU', 5: 'FRI', 6: 'SAT', 0: 'SUN', 'test': 'Hello World!'}
>>> d.pop('test')
'Hello World!'
>>> d
{1: 'MON', 2: 'TUE', 3: 'WED', 4: 'THU', 5: 'FRI', 6: 'SAT', 0: 'SUN'}
>>> d.get(0, '未找到（其实能找到，测试是否会输出这句话）')
'SUN'

1.5 字典例子

1. 已有 5 位同学的姓名和成绩，请按成绩由高到低排序列出同学姓名，假设成绩没有重复值。

   >>> scores = {80: "张三", 85: "李四", 60: "王五", 100: "赵六", 0: "小邓在森林"}
   >>> scores
   {80: '张三', 85: '李四', 60: '王五', 100: '赵六', 0: '小邓在森林'}
   >>> L1 = list(scores.keys())	# 按<成绩: 姓名>建立字典，从字典获取由成绩组成的列表
   >>> L1
   [80, 85, 60, 100, 0]
   >>> L1.sort(reverse=True)	# 从高到低排序后
   >>> L1
   [100, 85, 80, 60, 0]
   >>> L2 = []
   >>> for i in range(0, len(L1)):
   ...     L2.append(scores[L1[i]])	# 根据列表中的成绩，逐个从字典中查找对应的姓名，写出另一个列表
   ...
   >>> L2
   ['赵六', '李四', '张三', '王五', '小邓在森林']
   

2. 如果有相同成绩，怎么办?
   这时候的字典的键就不能是成绩了（键不能重复，否则键对应的值会自动覆盖），只能是名字作为键且不存在重复名字。
   当成绩为键的时候，相同的键 100 只有一个值：‘小邓在森林’，'赵六’不见了！！！

   >>> scores = {80: "张三", 85: "李四", 60: "王五", 100: "赵六", 100: "小邓在森林"}
   >>> scores
   {80: '张三', 85: '李四', 60: '王五', 100: '小邓在森林'}
   

   名字为键（名字不重复可以作为键）：

   >>> scores = {"张三": 80, "李四": 85, "王五": 60, "赵六": 100, "小邓在森林": 100}
   >>> scores
   {'张三': 80, '李四': 85, '王五': 60, '赵六': 100, '小邓在森林': 100}
   >>> s1=[(v,k) for k,v in scores.items()]	# 提取字典的键和值
   >>> s1
   [(80, '张三'), (85, '李四'), (60, '王五'), (100, '赵六'), (100, '小邓在森林')]
   >>> s1.sort(reverse=True)	# 基于成绩进行排序
   >>> s1
   [(100, '赵六'), (100, '小邓在森林'), (85, '李四'), (80, '张三'), (60, '王五')]
   >>> L1=[s1[i][1] for i in range(len(s1))]	# 提取名字并存入列表
   >>> L1
   ['赵六', '小邓在森林', '李四', '张三', '王五']
   

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