Python基础之字典

一、摘要

本篇博文将介绍如何使用字典

二、字典实操

创建并访问：

>>> alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
>>> alien_0['color']
'green'
>>> alien_0['points']
5

在Python中，字典是用放在花括号{} 中的一系列{键:值}对表示，每个键都与一个值相关联，使用键来访问与之相关联的值，指定键时，Python将返回与之相关联的值，键和值之间用冒号分隔，而键值对之间用逗号分隔，在字典中，你想存储多少个键—值对都可以

>>> alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
>>> new_points = alien_0['points']
>>> print("You just earned " + str(new_points) + " points!")
You just earned 5 points!

添加键值对：

>>> alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
>>> print(alien_0)
{'color': 'green', 'points': 5}
>>> alien_0['x_position'] = 0
>>> alien_0['y_position'] = 25
>>> print(alien_0)
{'color': 'green', 'points': 5, 'x_position': 0, 'y_position': 25}

>>>alien_0 = {}
>>>alien_0['color'] = 'green'
>>>alien_0['points'] = 5
>>>print(alien_0)
{'color': 'green', 'points': 5}

修改字典中的值：

要修改字典中的值，可依次指定字典名、用方括号括起的键以及与该键相关联的新值

>>> alien_0 = {'color': 'green'}
>>> print("The alien is " + alien_0['color'] + ".")
The alien is green.
>>> alien_0['color'] = 'yellow'
>>> print("The alien is now " + alien_0['color'] + ".")
The alien is now yellow.

>>> alien_0 = {'x_position': 0, 'y_position': 25, 'speed': 'medium'}
>>> print("Original x-position: " + str(alien_0['x_position']))
Original x-position: 0
>>> if alien_0['speed'] == 'slow':
...     x_increment = 1
... elif alien_0['speed'] == 'medium':
...     x_increment = 2
... else:
...     x_increment = 3
...
>>> alien_0['x_position'] = alien_0['x_position'] + x_increment
>>> print("New x-position: " + str(alien_0['x_position']))
New x-position: 2

删除键值对：

对于字典中不再需要的信息，可使用del 语句将相应的键—值对彻底删除。使用del 语句时，必须指定字典名和要删除的键

>>> alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
>>> del alien_0['points']
>>> print(alien_0)
{'color': 'green'}

在前面的示例中，字典存储的是一个对象的多种信息，但你也可以使用字典来存储众多对象的同一种信息。例如，假设你要调查很多人，询问他们最喜
欢的编程语言，可使用一个字典来存储这种简单调查的结果，如下所示：

favorite_languages = {
    'jen': 'python',
    'sarah': 'c',
    'edward': 'ruby',
    'phil': 'python',
    }        

>>> favorite_languages = {
...     'jen': 'python',
...     'phil': 'python',
...     'edward': 'ruby',
...     'sarah': 'c',
...     }
>>> print("Sarah's favorite language is " +
...     favorite_languages['sarah'].title() +
...     ".")
Sarah's favorite language is C.

遍历字典：

一个Python字典可能只包含几个键—值对，也可能包含数百万个键—值对。鉴于字典可能包含大量的数据，Python支持对字典遍历。字典可用于以各种方式存储信息，因此有多种遍历字典的方式：可遍历字典的所有键值对、键或值。

>>> user_0 = {
...     'username': 'efermi',
...     'first': 'enrico',
...     'last': 'fermi',
...     }
>>> for key, value in user_0.items():
...     print("\nKey: " + key)
...     print("Value: " + value)
...

Key: username
Value: efermi

Key: first
Value: enrico

Key: last
Value: fermi

要编写用于遍历字典的for 循环，可声明两个变量，用于存储键—值对中的键和值。对于这两个变量，可使用任何名称，for 语句的第二部分包含字典名和方法items()，它返回一个键—值对列表。接下来，for 循环依次将每个键值对存储到指定的两个变量中。在前面的示例中，我们使用这两个变量来打印每个键及其相关联的值。第一条print 语句中的"\n" 确保在输出每个键—值对前都插入一个空行

注意，即便遍历字典时，键—值对的返回顺序也与存储顺序不同。Python不关心键—值对的存储顺序，而只跟踪键和值之间的关联关系

遍历字典中的所有键：

favorite_languages = {
    'jen': 'python',
    'sarah': 'c',
    'edward': 'ruby',
    'phil': 'python',
    }
for name in favorite_languages.keys():
    print(name.title())

执行结果为：

Jen
Sarah
Phil
Edward

遍历字典时，会默认遍历所有的键，因此，如果将上述代码中的for name in favorite_languages.keys(): 替换为for name in favorite_languages: ，输出将不变，但如果显式地使用方法keys() 可让代码更容易理解

favorite_languages = {
    'jen': 'python',
    'sarah': 'c',
    'edward': 'ruby',
    'phil': 'python',
    }
friends = ['phil', 'sarah']
for name in favorite_languages.keys():
    print(name.title())
    if name in friends:
        print(" Hi " + name.title() +
            ", I see your favorite language is " +
            favorite_languages[name].title() + "!")    

favorite_languages = {
    'jen': 'python',
    'sarah': 'c',
    'edward': 'ruby',
    'phil': 'python',
    }
if 'erin' not in favorite_languages.keys():
    print("Erin, please take our poll!")

方法keys() 并非只能用于遍历；实际上，它返回一个列表，其中包含字典中的所有键

按顺序遍历字典中的所有键：

字典总是明确地记录键和值之间的关联关系，但获取字典的元素时，获取顺序是不可预测的。这不是问题，因为通常你想要的只是获取与键相关联的正确的值。要以特定的顺序返回元素，一种办法是在for 循环中对返回的键进行排序。为此，可使用函数sorted() 来获得按特定顺序排列的键列表的副本

favorite_languages = {
    'jen': 'python',
    'sarah': 'c',
    'edward': 'ruby',
    'phil': 'python',
    }
for name in sorted(favorite_languages.keys()):
    print(name.title() + ", thank you for taking the poll.")

执行结果为：

Edward, thank you for taking the poll.
Jen, thank you for taking the poll.
Phil, thank you for taking the poll.
Sarah, thank you for taking the poll.

遍历字典中的所有值：

可使用方法values() ，它返回一个值列表，而不包含任何键。例如，如果我们想获得一个这样的列表，即其中只包含被调查者选择的各种语言，而不包含被调查者的名字，可以这样做：

favorite_languages = {
    'jen': 'python',
    'sarah': 'c',
    'edward': 'ruby',
    'phil': 'python',
    }
print("The following languages have been mentioned:")
for language in favorite_languages.values():
    print(language.title())

这条for 语句提取字典中的每个值，并将它们依次存储到变量language中

这种做法提取字典中所有的值，而没有考虑是否重复。涉及的值很少时，这也许不是问题，但如果被调查者很多，最终的列表可能包含大量的重复项。为剔除重复项，可使用集合（set）。集合 类似于列表，但每个元素都必须是独一无二的：

favorite_languages = {
    'jen': 'python',
    'sarah': 'c',
    'edward': 'ruby',
    'phil': 'python',
    }
print("The following languages have been mentioned:")
for language in set(favorite_languages.values()):
    print(language.title())

通过对包含重复元素的列表调用set() ，可让Python找出列表中独一无二的元素，并使用这些元素来创建一个集合

三、嵌套

有时候，需要将一系列字典存储在列表中，或将列表作为值存储在字典中，这称为嵌套 。你可以在列表中嵌套字典、在字典中嵌套列表甚至在字典中嵌套字典。

字典列表：

>>> alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
>>> alien_1 = {'color': 'yellow', 'points': 10}
>>> alien_2 = {'color': 'red', 'points': 15}
>>> aliens = [alien_0, alien_1, alien_2]
>>> for alien in aliens:
...     print(alien)
...
{'color': 'green', 'points': 5}
{'color': 'yellow', 'points': 10}
{'color': 'red', 'points': 15}

# 创建一个用于存储外星人的空列表
aliens = []

# 创建30个绿色的外星人
for alien_number in range(30):
    new_alien = {'color': 'green', 'points': 5, 'speed': 'slow'}
    aliens.append(new_alien)

# 显示前五个外星人
for alien in aliens[:5]:
    print(alien)
print("...")

# 显示创建了多少个外星人
print("Total number of aliens: " + str(len(aliens)))

执行结果为：

{'color': 'green', 'points': 5, 'speed': 'slow'}
{'color': 'green', 'points': 5, 'speed': 'slow'}
{'color': 'green', 'points': 5, 'speed': 'slow'}
{'color': 'green', 'points': 5, 'speed': 'slow'}
{'color': 'green', 'points': 5, 'speed': 'slow'}
...
Total number of aliens: 30

这些外星人都具有相同的特征，但在Python看来，每个外星人都是独立的，这让我们能够独立地修改每个外星人。

# 创建一个用于存储外星人的空列表
aliens = []
# 创建30个绿色的外星人
for alien_number in range (0,30):
    new_alien = {'color': 'green', 'points': 5, 'speed': 'slow'}
    aliens.append(new_alien)
for alien in aliens[0:3]:
    if alien['color'] == 'green':
        alien['color'] = 'yellow'
        alien['speed'] = 'medium'
        alien['points'] = 10
# 显示前五个外星人
for alien in aliens[0:5]:
    print(alien)
print("...")        

执行结果为：

{'speed': 'medium', 'color': 'yellow', 'points': 10}
{'speed': 'medium', 'color': 'yellow', 'points': 10}
{'speed': 'medium', 'color': 'yellow', 'points': 10}
{'speed': 'slow', 'color': 'green', 'points': 5}
{'speed': 'slow', 'color': 'green', 'points': 5}
...

可以进一步扩展这个循环，在其中添加一个elif 代码块，将黄色外星人改为移动速度快且值15个点的红色外星人

for alien in aliens[0:3]:
　　if alien['color'] == 'green':
   　　 alien['color'] = 'yellow'
    　　alien['speed'] = 'medium'
    　　alien['points'] = 10
　　elif alien['color'] == 'yellow':
   　　 alien['color'] = 'red'
    　　alien['speed'] = 'fast'
    　　alien['points'] = 15

字典中存储列表：

有时候，需要将列表存储在字典中，而不是将字典存储在列表中。例如，你如何描述顾客点的比萨呢？如果使用列表，只能存储要添加的比萨配料；但如果使用字典，就不仅可在其中包含配料列表，还可包含其他有关比萨的描述，在下面的示例中，存储了比萨的两方面信息：外皮类型和配料列表。其中的配料列表是一个与键'toppings' 相关联的值。要访问该列表，我们使用字典名和键'toppings'，就像访问字典中的其他值一样。这将返回一个配料列表，而不是单个值

# 存储所点比萨的信息
pizza = {
    'crust': 'thick',
    'toppings': ['mushrooms', 'extra cheese'],
    }
# 概述所点的比萨
print("You ordered a " + pizza['crust'] + "-crust pizza " +
    "with the following toppings:")
for topping in pizza['toppings']:
    print("\t" + topping)

执行结果为：

You ordered a thick-crust pizza with the following toppings:
    mushrooms
    extra cheese

每当需要在字典中将一个键关联到多个值时，都可以在字典中嵌套一个列表。在本章前面有关喜欢的编程语言的示例中，如果将每个人的回答都存储在一个列表中，被调查者就可选择多种喜欢的语言。在这种情况下，当我们遍历字典时，与每个被调查者相关联的都是一个语言列表，而不是一种语言；因此，在遍历该字典的for 循环中，我们需要再使用一个for 循环来遍历与被调查者相关联的语言列表：

favorite_languages = {
    'jen': ['python', 'ruby'],
    'sarah': ['c'],
    'edward': ['ruby', 'go'],
    'phil': ['python', 'haskell'],
    }
for name, languages in favorite_languages.items():
    print("\n" + name.title() + "'s favorite languages are:")
    for language in languages:
        print("\t" + language.title())

执行结果为：

Jen's favorite languages are:
    Python
    Ruby
Sarah's favorite languages are:
    C
Phil's favorite languages are:
    Python
    Haskell
Edward's favorite languages are:
    Ruby
    Go

为进一步改进这个程序，可在遍历字典的for 循环开头添加一条if 语句，通过查看len(languages) 的值来确定当前的被调查者喜欢的语言是否有多种。如果他喜欢的语言有多种，就像以前一样显示输出；如果只有一种，就相应修改输出的措辞，如显示Sarah's favorite language is C 。

注意 　列表和字典的嵌套层级不应太多。如果嵌套层级比前面的示例多得多，很可能有更简单的解决问题的方案。

字典中存储字典：

可在字典中嵌套字典，但这样做时，代码可能很快复杂起来。例如，如果有多个网站用户，每个都有独特的用户名，可在字典中将用户名作为键，然后将每位用户的信息存储在一个字典中，并将该字典作为与用户名相关联的值。在下面的程序中，对于每位用户，我们都存储了其三项信息：名、姓和居住地；为访问这些信息，我们遍历所有的用户名，并访问与每个用户名相关联的信息字典

users = {
    'aeinstein': {
        'first': 'albert',
        'last': 'einstein',
        'location': 'princeton',
        },
    'mcurie': {
        'first': 'marie',
        'last': 'curie',
        'location': 'paris',
        },
    }

for username, user_info in users.items():
    print("\nUsername: " + username)
    full_name = user_info['first'] + " " + user_info['last']
    location = user_info['location']

    print("\tFull name: " + full_name.title())
    print("\tLocation: " + location.title())

执行结果为：

Username: aeinstein
    Full name: Albert Einstein
    Location: Princeton
Username: mcurie
    Full name: Marie Curie
    Location: Paris

注意，表示每位用户的字典的结构都相同，虽然Python并没有这样的要求，但这使得嵌套的字典处理起来更容易。倘若表示每位用户的字典都包含不同的键，for 循环内部的代码将更复杂。