Python 字典（dictionary）是一种内置的数据结构，以键值对（key-value pairs）的形式存储数据。它是无序、可变且不允许重复键的集合。本文将详细介绍 Python 字典的基本语法、命令、示例、应用场景、注意事项和总结。 ### 基本语法 #### 创建字典 可以使用大括号 `{}` 或 `dict()` 函数来创建字典： ```python # 使用大括号创建字典 my_dict = { "name": "Alice", "age": 30, "city": "New York" } # 使用 dict() 函数创建字典 my_dict = dict(name="Alice", age=30, city="New York")
访问字典元素
通过键访问字典中的值：
print(my_dict["name"]) # 输出: Alice
使用 get() 方法访问元素，可以设置默认值以防键不存在：
print(my_dict.get("name")) # 输出: Alice print(my_dict.get("address", "N/A")) # 输出: N/A
修改字典元素
直接通过键进行修改：
my_dict["age"] = 31
添加和删除字典元素
添加新键值对：
my_dict["address"] = "123 Main St"
删除键值对：
del my_dict["city"] # 使用 pop() 方法删除键值对并获取值 age = my_dict.pop("age") print(age) # 输出: 31
常用命令
获取所有键、值和键值对
keys = my_dict.keys() # 获取所有键 values = my_dict.values() # 获取所有值 items = my_dict.items() # 获取所有键值对
遍历字典
for key, value in my_dict.items(): print(f"{key}: {value}")
字典合并
使用 update() 方法合并字典：
dict1 = {"name": "Alice", "age": 30} dict2 = {"city": "New York", "job": "Engineer"} dict1.update(dict2)
示例
# 创建字典 person = { "name": "John", "age": 25, "job": "Developer" } # 访问元素 print(person["name"]) # 输出: John # 修改元素 person["age"] = 26 # 添加元素 person["city"] = "San Francisco" # 删除元素 del person["job"] # 获取所有键、值和键值对 print(person.keys()) print(person.values()) print(person.items()) # 遍历字典 for key, value in person.items(): print(f"{key}: {value}") # 合并字典 additional_info = {"hobby": "Reading", "pets": ["Dog", "Cat"]} person.update(additional_info)
字典的应用场景详解
1. 数据存储
字典常用于存储和快速查找数据。例如，在配置文件、数据库记录等场景中，字典可以高效地存储和检索信息。字典通过键值对的方式存储数据，可以快速地通过键查找到对应的值。
示例：存储配置文件
假设我们有一个应用程序需要存储一些配置信息，如数据库连接信息、API 密钥等。可以使用字典来存储这些配置信息。
# 配置信息字典 config = { "database": { "host": "localhost", "port": 3306, "user": "root", "password": "password", "db": "mydatabase" }, "api_keys": { "service1": "API_KEY_12345", "service2": "API_KEY_67890" } } # 访问配置信息 db_host = config["database"]["host"] api_key_service1 = config["api_keys"]["service1"] print(f"Database host: {db_host}") print(f"Service 1 API Key: {api_key_service1}")
2. 计数
字典可以用于统计元素的频率。例如，统计文本中每个单词出现的次数。通过字典的键存储单词，值存储单词出现的次数，可以方便地进行统计操作。
示例：统计单词频率
# 统计单词频率 text = "hello world hello python python world" words = text.split() # 初始化空字典 word_count = {} # 统计每个单词出现的次数 for word in words: if word in word_count: word_count[word] += 1 else: word_count[word] = 1 print(word_count) # 输出: {'hello': 2, 'world': 2, 'python': 2}
使用 collections 模块中的 Counter 类可以更简洁地完成相同的任务：
from collections import Counter # 统计单词频率 word_count = Counter(words) print(word_count) # 输出: Counter({'hello': 2, 'world': 2, 'python': 2})
3. 映射关系
字典适用于存储键值对映射的场景，例如将用户 ID 映射到用户信息。这样可以通过用户 ID 快速查找到对应的用户信息。
示例：映射用户 ID 到用户信息
# 用户信息字典 users = { 1: {"name": "Alice", "age": 30, "email": "alice@example.com"}, 2: {"name": "Bob", "age": 25, "email": "bob@example.com"}, 3: {"name": "Charlie", "age": 35, "email": "charlie@example.com"} } # 根据用户 ID 查找用户信息 user_id = 2 user_info = users.get(user_id, "User not found") print(user_info) # 输出: {'name': 'Bob', 'age': 25, 'email': 'bob@example.com'}
在这种场景下，字典的键是用户 ID，值是用户的详细信息。通过这种方式，可以高效地查找和管理用户数据。
注意事项
字典的特性详解
1. 键必须是不可变对象
在 Python 中，字典的键必须是不可变对象。不可变对象是指其值一旦创建就不能更改的对象，例如字符串、数字和元组。列表和字典是可变对象，不能用作字典的键。
示例代码：
# 使用不可变对象作为键 valid_dict = { "name": "Alice", 42: "Answer to the Ultimate Question of Life, the Universe, and Everything", (1, 2, 3): "Tuple as a key" } print(valid_dict) # 输出: {'name': 'Alice', 42: 'Answer to the Ultimate Question of Life, the Universe, and Everything', (1, 2, 3): 'Tuple as a key'} # 使用可变对象作为键会报错 try: invalid_dict = { ["a", "list"]: "This will raise an error" } except TypeError as e: print(f"Error: {e}") # 输出: Error: unhashable type: 'list'
2. 键的唯一性
字典中的键必须是唯一的。如果在字典中插入重复的键，新值会覆盖旧值。这是因为字典中的键是唯一标识符，当重复键出现时，字典会更新对应的值。
示例代码：
# 键必须唯一 unique_key_dict = { "name": "Alice", "age": 30, "name": "Bob" # 这个键重复了，将覆盖前面的值 } print(unique_key_dict) # 输出: {'name': 'Bob', 'age': 30}
在上面的例子中，“name” 键的值最初是 “Alice”，但随后被 “Bob” 覆盖了。
3. 无序性
在 Python 3.6 之前，字典是无序的，也就是说，字典中的键值对没有顺序。自 Python 3.7 起，字典在内部实现上保持插入顺序，但这不意味着字典是排序的，而是简单地维护插入顺序。
示例代码：
# 在 Python 3.7 及之后，字典保持插入顺序 ordered_dict = { "first": 1, "second": 2, "third": 3 } print(ordered_dict) # 输出: {'first': 1, 'second': 2, 'third': 3} # 检查插入顺序 for key in ordered_dict: print(key, ordered_dict[key]) # 输出: # first 1 # second 2 # third 3
尽管字典在 Python 3.7 之后保持插入顺序，但这并不是排序。如果需要对字典的键或值进行排序，可以使用内置的排序函数。
示例代码：
# 对字典按键排序 sorted_keys = sorted(ordered_dict) sorted_dict_by_keys = {key: ordered_dict[key] for key in sorted_keys} print(sorted_dict_by_keys) # 输出: {'first': 1, 'second': 2, 'third': 3} # 对字典按值排序 sorted_items_by_values = sorted(ordered_dict.items(), key=lambda item: item[1]) sorted_dict_by_values = {k: v for k, v in sorted_items_by_values} print(sorted_dict_by_values) # 输出: {'first': 1, 'second': 2, 'third': 3}
总结
Python 字典是一种强大且灵活的数据结构，适用于各种需要存储键值对的应用场景。通过掌握字典的基本操作、常用命令和应用技巧，可以大大提高编程效率和代码的可读性。
