Python 中的字典（Dictionary）是一种非常重要的数据结构，它提供了灵活的键值对存储方式，适用于各种实际编程场景。本文将带领您探索 Python 字典的全貌，从基础概念到高级应用，让您全面了解并熟练运用 Python 字典。
1. 字典的基本概念
字典是 Python 中的一种可变容器模型，用于存储键值对数据。让我们先来看看如何创建一个简单的字典：
# 创建一个简单的字典 my_dict = {'name': 'Alice', 'age': 30, 'city': 'New York'} print(my_dict)
在上面的代码中，我们创建了一个包含姓名、年龄和城市信息的字典，并打印输出该字典。
2. 字典的基本操作
插入新键值对
可以通过指定键来插入新的键值对：
# 插入新的键值对 my_dict['email'] = 'alice@example.com' print(my_dict)
更新键值对
更新已有键的值：
# 更新键值对 my_dict['age'] = 31 print(my_dict)
删除键值对
使用 del 关键字删除指定键值对：
# 删除键值对 del my_dict['city'] print(my_dict)
3. 字典的常用方法
keys()、values() 和 items() 方法的使用
这些方法分别返回字典的键、值和键值对视图：
# 使用 keys() 方法获取所有键 print(my_dict.keys()) # 使用 values() 方法获取所有值 print(my_dict.values()) # 使用 items() 方法获取所有键值对 print(my_dict.items())
get(key) 和 pop(key) 方法的作用和区别
get() 方法用来安全获取键对应的值，而 pop() 方法则除去并返回指定键对应的值：
# 使用 get() 方法获取键对应的值 print(my_dict.get('name')) # 使用 pop() 方法删除并返回键对应的值 removed_age = my_dict.pop('age') print(removed_age) print(my_dict)
4. 字典的遍历
遍历字典的键、值和键值对：
# 遍历键 for key in my_dict: print(key) # 遍历值 for value in my_dict.values(): print(value) # 遍历键值对 for key, value in my_dict.items(): print(f'{key}: {value}')
5. 嵌套字典
字典中可以嵌套其他字典，形成多层结构。让我们看一个示例：
# 嵌套字典示例 nested_dict = { 'person1': {'name': 'Alice', 'age': 30}, 'person2': {'name': 'Bob', 'age': 25} } print(nested_dict['person1']['name']) # 访问嵌套字典中的值
6. 字典排序
字典本身是无序的，但可以通过一些技巧实现对字典的排序输出。以下是一个根据键或值对字典进行排序的示例：
# 按键排序 sorted_keys = sorted(my_dict.keys()) sorted_dict_by_key = {key: my_dict[key] for key in sorted_keys} print(sorted_dict_by_key) # 按值排序 sorted_dict_by_value = {k: v for k, v in sorted(my_dict.items(), key=lambda item: item[1])} print(sorted_dict_by_value)
7. 自定义字典子类
通过继承 dict 类并添加自定义方法，可以创建自定义的字典子类，以满足特定需求。下面是一个简单的示例：
# 自定义字典子类 class MyDict(dict): def values_sum(self): return sum(self.values()) custom_dict = MyDict({'a': 10, 'b': 20, 'c': 30}) print(custom_dict.values_sum())
8.字典推导式
在 Python 中，字典推导式是一种快速创建字典的方法，类似于列表推导式。通过字典推导式，您可以根据特定的表达式来生成字典，使代码更简洁、高效。以下是关于字典推导式的详细讲解和代码示例：
基本语法：
{key: value for key, value in iterable}
key: 字典中的键。value: 与键相关联的值。iterable: 迭代对象，可以是列表、元组等可迭代对象。
示例1：基本字典推导式
# 创建一个字典，键为1到5的整数，值为对应整数的平方 square_dict = {num: num**2 for num in range(1, 6)} print(square_dict)
输出结果：
{1: 1, 2: 4, 3: 9, 4: 16, 5: 25}
示例2：带条件的字典推导式
# 创建一个字典，键为1到5的整数，值为偶数键的平方 even_square_dict = {num: num**2 for num in range(1, 6) if num % 2 == 0} print(even_square_dict)
输出结果：
{2: 4, 4: 16}
示例3：字典推导式与函数
# 创建一个字典，键为1到5的整数，值为这些整数的阶乘 def factorial(n): if n == 0: return 1 return n * factorial(n - 1) factorial_dict = {num: factorial(num) for num in range(1, 6)} print(factorial_dict)
输出结果：
{1: 1, 2: 2, 3: 6, 4: 24, 5: 120}
注意事项：
- 字典推导式可以使代码更简洁，但在处理较复杂逻辑时，也要注意可读性。
- 在使用字典推导式时，确保逻辑清晰、简洁，并尽量避免嵌套过深的情况。
9.高频面试题：Python 字典中的键值对顺序问题
问题描述：
在 Python 中，字典是一种无序的数据结构，但从 Python 3.7 版本开始，字典保留了插入顺序。请解释 Python 字典中键值对的顺序问题，并说明如何利用这一特性。
详细答案：
- 字典的无序性： 在 Python 3.6 及之前的版本中，字典的键值对是无序存储的，即添加元素的顺序不会影响字典的遍历顺序。这是由于字典内部使用哈希表实现，为了快速查找而牺牲了顺序性。
- Python 3.7 中的改进： 从 Python 3.7 开始，字典保留了插入元素的顺序，这意味着当您迭代字典时，元素的顺序将与插入顺序相同。这一改进使得开发者能够依赖字典中元素的顺序。
- 利用字典顺序性的场景：
- 在需要按照添加顺序迭代字典时，可以充分利用这一特性，而不必担心顺序问题。
- 当构建缓存或记录操作历史等需要保持顺序的场景时，插入顺序保留的字典非常有用。
- 注意事项：
- 尽管 Python 3.7 开始字典保留插入顺序，但仍不应该依赖字典的有序性来编写代码，因为这并非 Python 字典的设计目的。
- 在较旧版本的 Python 中，如果需要有序字典，可以使用
collections.OrderedDict类。
