Python必備技巧之字典(Dictionary)詳解

2022-03-24 19:01:01

定義字典

字典是 Python 對資料結構的實現，通常稱為關聯陣列。字典由鍵值對的集合組成。每個鍵值對將鍵對映到其關聯的值。

可以通過將逗號分隔的鍵值對列表括在花括號 ( {} ) 中來定義字典。冒號 ( : ) 將每個鍵與其關聯的值分開。

d = {
    <key>: <value>,
    <key>: <value>,
      .
      .
      .
    <key>: <value>
}

# 定義一個Team
>>> MLB_team = {
...     'Colorado' : 'Rockies',
...     'Boston'   : 'Red Sox',
...     'Minnesota': 'Twins',
...     'Milwaukee': 'Brewers',
...     'Seattle'  : 'Mariners'
... }

可以使用內建dict()函數構建字典。

d = dict([
    (<key>, <value>),
    (<key>, <value),
      .
      .
      .
    (<key>, <value>)
])

# 定義一個Team
>>> MLB_team = dict([
...     ('Colorado', 'Rockies'),
...     ('Boston', 'Red Sox'),
...     ('Minnesota', 'Twins'),
...     ('Milwaukee', 'Brewers'),
...     ('Seattle', 'Mariners')
... ])
# 另一種定義方式
>>> MLB_team = dict(
...     Colorado='Rockies',
...     Boston='Red Sox',
...     Minnesota='Twins',
...     Milwaukee='Brewers',
...     Seattle='Mariners'
... )

字典內容的顯示。

>>> type(MLB_team)
<class 'dict'>

>>> MLB_team
{'Colorado': 'Rockies', 'Boston': 'Red Sox', 'Minnesota': 'Twins',
'Milwaukee': 'Brewers', 'Seattle': 'Mariners'}

字典中的條目按定義的順序顯示，使用索引無法指定存取元素。

>>> MLB_team[1]
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#13>", line 1, in <module>
    MLB_team[1]
KeyError: 1

字典的存取

通過在方括號[]中指定對應的鍵，從字典中檢索值。

>>> MLB_team['Minnesota']
'Twins'
>>> MLB_team['Colorado']
'Rockies'

檢索值不在字典中則丟擲異常。

>>> MLB_team['Toronto']
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#19>", line 1, in <module>
    MLB_team['Toronto']
KeyError: 'Toronto'

現有字典新增資料只需分配新的鍵和值。

>>> MLB_team['Kansas City'] = 'Royals'
>>> MLB_team
{'Colorado': 'Rockies', 'Boston': 'Red Sox', 'Minnesota': 'Twins',
'Milwaukee': 'Brewers', 'Seattle': 'Mariners', 'Kansas City': 'Royals'}

更新資料，只需為現有鍵分配一個新值。

>>> MLB_team['Seattle'] = 'Seahawks'
>>> MLB_team
{'Colorado': 'Rockies', 'Boston': 'Red Sox', 'Minnesota': 'Twins',
'Milwaukee': 'Brewers', 'Seattle': 'Seahawks', 'Kansas City': 'Royals'}

刪除資料，使用 del 指定要刪除的鍵。

>>> del MLB_team['Seattle']
>>> MLB_team
{'Colorado': 'Rockies', 'Boston': 'Red Sox', 'Minnesota': 'Twins',
'Milwaukee': 'Brewers', 'Kansas City': 'Royals'}

字典鍵與列表索引

經常遇見的一些錯誤做法。

>>> MLB_team['Toronto']
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#8>", line 1, in <module>
    MLB_team['Toronto']
KeyError: 'Toronto'

>>> MLB_team[1]
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#9>", line 1, in <module>
    MLB_team[1]
KeyError: 1

# 數位作為鍵值使用
>>> d = {0: 'a', 1: 'b', 2: 'c', 3: 'd'}
>>> d
{0: 'a', 1: 'b', 2: 'c', 3: 'd'}
>>> d[0]
'a'
>>> d[2]
'c'

不能將字典視為列表。

>>> type(d)
<class 'dict'>

>>> d[-1]
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#30>", line 1, in <module>
    d[-1]
KeyError: -1

>>> d[0:2]
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#31>", line 1, in <module>
    d[0:2]
TypeError: unhashable type: 'slice'

>>> d.append('e')
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#32>", line 1, in <module>
    d.append('e')
AttributeError: 'dict' object has no attribute 'append'

增量構建字典

建立新的空字典，然後通過一次新增一個新的鍵和值構建。

>>> person = {}
>>> type(person)
<class 'dict'>

>>> person['fname'] = 'Joe'
>>> person['lname'] = 'Fonebone'
>>> person['age'] = 51
>>> person['spouse'] = 'Edna'
>>> person['children'] = ['Ralph', 'Betty', 'Joey']
>>> person['pets'] = {'dog': 'Fido', 'cat': 'Sox'}

# 建立和存取字典
>>> person
{'fname': 'Joe', 'lname': 'Fonebone', 'age': 51, 'spouse': 'Edna',
'children': ['Ralph', 'Betty', 'Joey'], 'pets': {'dog': 'Fido', 'cat': 'Sox'}}
>>> person['fname']
'Joe'
>>> person['age']
51
>>> person['children']
['Ralph', 'Betty', 'Joey']

# 檢索字典資料
>>> person['children'][-1]
'Joey'
>>> person['pets']['cat']
'Sox'

構建的字典中資料型別沒有明確的限制。

>>> foo = {42: 'aaa', 2.78: 'bbb', True: 'ccc'}
>>> foo
{42: 'aaa', 2.78: 'bbb', True: 'ccc'}
>>> foo[42]
'aaa'
>>> foo[2.78]
'bbb'
>>> foo[True]
'ccc'

字典鍵的限制

幾乎任何型別的值都可以用作 Python 中的字典鍵。

>>> foo = {42: 'aaa', 2.78: 'bbb', True: 'ccc'}
>>> foo
{42: 'aaa', 2.78: 'bbb', True: 'ccc'}

# 可以使用型別和函數等內建物件
>>> d = {int: 1, float: 2, bool: 3}
>>> d
{<class 'int'>: 1, <class 'float'>: 2, <class 'bool'>: 3}
>>> d[float]
2
>>> d = {bin: 1, hex: 2, oct: 3}
>>> d[oct]
3

同一字典內重複的鍵無法新增，如果新增則對原鍵的值進行替換。

>>> MLB_team = {
...     'Colorado' : 'Rockies',
...     'Boston'   : 'Red Sox',
...     'Minnesota': 'Twins',
...     'Milwaukee': 'Brewers',
...     'Seattle'  : 'Mariners'
... }

>>> MLB_team['Minnesota'] = 'Timberwolves'
>>> MLB_team
{'Colorado': 'Rockies', 'Boston': 'Red Sox', 'Minnesota': 'Timberwolves',
'Milwaukee': 'Brewers', 'Seattle': 'Mariners'}

元組也可以是字典鍵，因為元組是不可變的。

>>> d = {(1, 1): 'a', (1, 2): 'b', (2, 1): 'c', (2, 2): 'd'}
>>> d[(1,1)]
'a'
>>> d[(2,1)]
'c'

字典值的限制

字典的中的值是沒有任何限制的。

>>> d = {0: 'a', 1: 'a', 2: 'a', 3: 'a'}
>>> d
{0: 'a', 1: 'a', 2: 'a', 3: 'a'}
>>> d[0] == d[1] == d[2]
True

運運算元和內建函數

in and not in運運算元返回True or False。

>>> MLB_team = {
...     'Colorado' : 'Rockies',
...     'Boston'   : 'Red Sox',
...     'Minnesota': 'Twins',
...     'Milwaukee': 'Brewers',
...     'Seattle'  : 'Mariners'
... }

>>> 'Milwaukee' in MLB_team
True
>>> 'Toronto' in MLB_team
False
>>> 'Toronto' not in MLB_team
True

也可以與短路評估一起使用。

>>> MLB_team['Toronto']
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#2>", line 1, in <module>
    MLB_team['Toronto']
KeyError: 'Toronto'

>>> 'Toronto' in MLB_team and MLB_team['Toronto']
False

內建字典方法

與字串和列表一樣字典上也是有呼叫內建方法。

# d.clear() 清空字典資料
>>> d = {'a': 10, 'b': 20, 'c': 30}
>>> d
{'a': 10, 'b': 20, 'c': 30}
>>> d.clear()
>>> d
{}


# d.get(<key>[, <default>]) 如果字典中存在鍵，則返回該鍵的值
>>> d = {'a': 10, 'b': 20, 'c': 30}
>>> print(d.get('b'))
20
>>> print(d.get('z'))
None
# <key>未找到並且<default>指定了可選引數
>>> print(d.get('z', -1))
-1


# d.items() 返回字典中的鍵值對列表
>>> d = {'a': 10, 'b': 20, 'c': 30}
>>> d
{'a': 10, 'b': 20, 'c': 30}
>>> list(d.items())
[('a', 10), ('b', 20), ('c', 30)]
>>> list(d.items())[1][0]
'b'
>>> list(d.items())[1][1]
20


# d.keys() 返回字典中的鍵列表
>>> d = {'a': 10, 'b': 20, 'c': 30}
>>> d
{'a': 10, 'b': 20, 'c': 30}
>>> list(d.keys())
['a', 'b', 'c']


# d.values() 返回字典中的值列表
>>> d = {'a': 10, 'b': 20, 'c': 30}
>>> d
{'a': 10, 'b': 20, 'c': 30}
>>> list(d.values())
[10, 20, 30]


# d.pop(<key>[, <default>]) 從字典中刪除一個鍵，如果存在並返回它的值
>>> d = {'a': 10, 'b': 20, 'c': 30}
>>> d.pop('b')
20
>>> d
{'a': 10, 'c': 30}
# 如果不存在則引發異常
>>> d = {'a': 10, 'b': 20, 'c': 30}
>>> d.pop('z')
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#4>", line 1, in <module>
    d.pop('z')
KeyError: 'z'
# 如果指定預設引數<default>則返回該值
>>> d = {'a': 10, 'b': 20, 'c': 30}
>>> d.pop('z', -1)
-1
>>> d
{'a': 10, 'b': 20, 'c': 30}


# d.popitem() 從字典中刪除鍵值對
>>> d = {'a': 10, 'b': 20, 'c': 30}
>>> d.popitem()
('c', 30)
>>> d
{'a': 10, 'b': 20}
>>> d.popitem()
('b', 20)
>>> d
{'a': 10}
# d為空會引發異常
>>> d = {}
>>> d.popitem()
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#11>", line 1, in <module>
    d.popitem()
KeyError: 'popitem(): dictionary is empty'


# d.update(<obj>) 將字典與另一個字典或可迭代的鍵值對合並
# (被替換鍵值).update(替換鍵值)
>>> d1 = {'a': 10, 'b': 20, 'c': 30}
>>> d2 = {'b': 200, 'd': 400}
>>> d1.update(d2)
>>> d1
{'a': 10, 'b': 200, 'c': 30, 'd': 400}
# 使用元組更新
>>> d1 = {'a': 10, 'b': 20, 'c': 30}
>>> d1.update([('b', 200), ('d', 400)])
>>> d1
{'a': 10, 'b': 200, 'c': 30, 'd': 400}
# 指定關鍵字引數
>>> d1 = {'a': 10, 'b': 20, 'c': 30}
>>> d1.update(b=200, d=400)
>>> d1
{'a': 10, 'b': 200, 'c': 30, 'd': 400}

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