【Python】字典

什么是字典

键值对

字典是一种存储“键值对”的结构

把键(key) 和 值(value) 进行一个一对一的映射，然后就可以根据键，快速找到值

举个栗子：学校的每个同学，都会有一个唯一的学号

知道了学号，就能确定这个同学

此处 “学号” 就是 “键”，这个 “同学” 就是 “值”

在 Python 字典中，可以同时包含很多个键值对，同时要求这些键值对不能重复

创建字典

# 创建字典  
a = { }  
b = dict()  
  
print(type(a))  
print(type(b))
"""
打印结果
<class 'dict'>
<class 'dict'>
"""

设置初始值

也可以在创建字典的时候设置初始值

a = {  
    'id': 1,  
    'name': 'zhangsan'  
}
print(a)
"""
打印结果
{'id': 1, 'name': 'zhangsan'}
"""

• 使用 , 分割不同的键值对；键值对中用 : 分割不同的键和值
• 在这个字典 a 中，包含了两个键值对：

• 'id': 1, key 就是 'id'，value 就是 1
• ‘name’: zhangsan，key 就是 'name'，value 就是 'zhangsan'

• 一个字典中的 key 的类型不一定都一样
• 一个字典中的 value 的类型也不必都一样
• 字典对于 key 是什么类型，有约束
• 字典对于 value 是什么类型，没有约束

查找 key

判定 key 是否存在

使用 in 来判定某个 key 是否在字典中存在

a = {  
    'id': 1,  
    'name': 'zhangsan'  
}  
  
print(('id' in a))  
print('classId' in a)
"""
运行结果
True
False
"""

• a 里面有 'id' 这个 key，没有 'classId' 这个 key
• 这个操作只是判定 key 是否存在，和 value 无关

使用 not in 来判定某个 key 在字典中不存在

a = {  
    'id': 1,  
    'name': 'zhangsan'  
}  
  
print(('id' not in a))  
print('classId' not in a)
"""
运行结果
False
True
"""

根据 key 获取 value

a = {  
    'id': 1,  
    'name': 'zhangsan',  
    100: 'list'
}  
  
print(a['id'])
print(a['name])
print(a[100])
"""
运行结果
1
'zhangsan'
'list'
"""

• 若根据一个不存在的 key 获取 value，就会报出“KeyError '不存在的 key 名'”的异常

• 对于字典来说，使用 in 或者 [] 都是非常高效的操作
• 对于列表来说，使用in比较低效，而使用[]比价高效

• 因为 in 需要把整个列表遍历一遍
• 字典背后使用了特殊的数据结构：哈希表

新增和修改

新增元素

在字典中新增元素，使用 [ ] 来进行

a = {  
    'id': 1,  
    'name': 'zhangsan'  
}  
  
a['score'] = 90  
  
print(a)
"""
运行结果
{'id': 1, 'name': 'zhangsan', 'score': 90}
"""

修改元素

在字典中修改元素，使用 [ ] 来进行

a = {  
    'id': 1,  
    'name': 'zhangsan'  
}  
  
a['score'] = 90  
print(a)  
  
a['score'] = 100  
print(a)
"""
运行结果
{'id': 1, 'name': 'zhangsan', 'score': 90}
{'id': 1, 'name': 'zhangsan', 'score': 100}
"""

• 如果 key 不存在，往里写入，相当于新增键值对
• 如果 key 存在，往里写入，相当于根据 key 修改 value
• 新增和修改都是写操作

删除

使用 pop 方法，根据 key 来删除键值对

a = {  
    'id': 1,  
    'name': 'zhangsan'  
}  
  
a.pop('name')  
print(a)
"""
运行结果
{'id': 1}
"""

字典中的各种操作，都是针对 key 来进行的，新增、删除、获取 value、修改 value…

遍历字典

遍历指的是能够把一个可迭代对象里面包含的元素依次地取出来，并进行一些操作，整个过程要求不重不漏

• 字典被设计出来的初衷，不是为了实现遍历，而是为了增删改查
• 字典是哈希表，进行增删改查的操作时效率是非常高的
• 而字典的遍历效率就要差一些

• 哈希表这个结构设计的非常巧妙，能够以“常数级”时间复杂度来完成增删改查
• 无论字典中有多少个元素，新增、修改、查找、删除操作的时间都是固定的，不会因为元素多了，操作就慢了

直接使用 for 来遍历字典

a = {  
    'id': 1,  
    'name': 'zhangsan',  
    'score': 100  
}  
  
for key in a:  
    print(key, a[key])
"""
运行结果
id 1
name zhangsan
score 100
"""

• 在 C++/Java 中，哈希表里面的兼职对存储的循序是无序的；但是在 Python 中，其做了特殊处理，能保证遍历出来的顺序就是和插入的顺序一致

取出所有 key 和 value

• keys：获取到字典中的所有 key
• values：获取到字典中的所有 value
• items：获取到字典中的所有键值对

a = {  
    'id': 1,  
    'name': 'zhangsan',  
    'score': 100  
}  
  
print(a.keys())
print(a.values())  
print(a.items())
"""
运行结果
dict_keys(['id', 'name', 'score'])
dict_values([1, 'zhangsan', '100'])
dict_items([('id', 1), ('name', 'zhangsan'), ('score', '100')])
"""

• 此处 dict_keys 是一个特殊的类， 专门用来表示字典的所有 key，大部分元组支持的操作对于 dict_keys 同样适用
• 此处 dict_values 也是一个特殊的类型，和 dict_keys 类似
• 此处 dict_items 也是一个特殊的类型，和 dict_keys 类似

a = {  
    'id': 1,  
    'name': 'zhangsan',  
    'score': 100
}  
for key, value in a:
  print(key, value)
"""
运行结果
id 1
name zhangsan
score 100
"""

合法 key 的类型

不是所有的类型都可以作为字典的 key

字典本质上是一个哈希表，哈希表的 key 要求是 “可哈希的”，也就是可以计算出一个哈希值

• 可以使用 hash 函数计算某个对象的哈希值
• 但凡能够计算出哈希值的类型，都可以作为字典的 key

print(hash(0))  
print(hash(3.14))  
print(hash(True))  
print(hash('hello'))  
print(hash((1, 2, 3)))
"""
运行结果
0
322818021289917443
1
2364418584814311179
529344067295497451
"""

列表和字典是不可 hash 的，所以列表和字典不能作为 key，其他类型都可以作为 key

• 一般认为不可变的对象就可哈希
• 可变的对象就不可以哈希