6 字典

1 字典介紹

        在Python中字典屬於一種映射類型，它和set相同，一樣屬於非線性結構存儲，Python官方對dict有以下解釋

• 一個映射對象映射一個可hash的值到任意一個對象上去。
• 映射是可變的對象。
• dict是當前惟一一個標準的映射類型。
• 字典的鍵幾乎能夠任意的值。
• 字典的值能夠沒必要可hash，也就是說值能夠是列表，字典，或者其餘任意可變的對象
• 若是key相同，那麼後面的value將會覆蓋先前的value
• 不建議使用float類型做爲字典的key

簡單來講：字典是由key:value鍵值對組成的數據的集合，它的主要特色是 可變的、無序的、不重複的。

字典的key必須是可hash對象，之因此快，由於其本質上使用空間換了時間。

2 字典的基本操做

        字典是除set集合之外另外一種可變的非線性容器模型，在Python中很是強大，適合各類結構數據的存儲、嵌套等。

2.1 字典的定義

        字典的每一個key到value的鍵值對用冒號(:)分割，每對之間用逗號(,)分割，整個字典包括在花括號({})中。例：{'a':1, 'b':2}，Python提供了多種建立字典的方式，以下：

• 基本格式：d = dict() 或者 d = {}
• dict(**kwargs): 使用name=value對，來初始化一個字典
• dict(iterable, **kwargs)：使用可迭代對象和name=value構造字典，注意可迭代對象必須是一個二元結構
• dict(mapping, **kwargs): 使用一個字典構造另外一個字典
• dic = {'a':1, 'b':2, 'c':3, 'd':[1,2,3]}
• dic = dict.fromkeys(iterable, value): 使用可迭代對象的值做爲key生成字典,value默認爲0，不然用指定的value對字典進行初始化。

In [114]: d1=dict()
In [115]: d2={}    
In [118]: d3 = dict(a=1,b=2)                                                                               
In [120]: d3       
Out[120]: {'a': 1, 'b': 2}
In [124]: d4 = dict([('a',1),('b',2)], c=3, d=4)                                                           
In [125]: d5 = dict(d4,e=5,f=6)                                                                            
In [126]: d7 = dict.fromkeys(range(5))                                                                     
In [127]: d8 = dict.fromkeys(range(5),100)                                                                
In [128]: d7       
Out[128]: {0: None, 1: None, 2: None, 3: None, 4: None}                                                         
In [131]: d8       
Out[131]: {0: 100, 1: 100, 2: 100, 3: 100, 4: 100} 
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2.2 字典元素的訪問

有以下三種方式訪問字典的鍵值對：

• d[key]: 返回key對應的value，key不存在拋出KeyError異常
• dict.get(key[, default]): 返回key對應的value，key不存在返回缺省值，若是沒有設置缺省值趕回None
• dict.setdefault(key[, default]): 返回key對應的值value，key不存在，添加key:value鍵值對(value設置爲default)，並返回value，若是default沒有設置缺省爲None

In [32]: dic = {'a':1, 'b':2, 'c':3, 'd':4}    
In [33]: dic['a']                              
Out[33]: 1
In [34]: dic['e']          # 不存在'e'這個key，因此直接訪問會出現異常                       
---------------------------------------------------------------------------
KeyError                                  Traceback (most recent call last)
<ipython-input-34-87d22c709971> in <module>
----> 1 dic['e']

KeyError: 'e'
In [35]: dic.get('a')     # key存在，則返回對應的值                        
Out[35]: 1
In [36]: dic.get('e')     # 不存在，默認會返回None，ipython優化了None的輸出，因此這裏無顯示                     
In [37]: dic.get('e','not exist')     # 不存在時，由指定的default進行返回         
Out[37]: 'not exist'
In [38]: dic.setdefault('a', 'ok?')   # 設置a的值爲ok?,a存在，因此返回a對應的值1         
Out[38]: 1
In [39]: dic.setdefault('e', 'ok?')   # 設置e的值爲ok?，e不存在，因此設置並放回value(key不存在時等同於設置並訪問了)         
Out[39]: 'ok?'
In [40]: dic                                   
Out[40]: {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'd': 4, 'e': 'ok?'}
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固然字典也能夠被迭代訪問,後面介紹

2.3 字典的增刪改

        因爲字典可變、非線性、無序的特性，並且字典的key必須是可hash的對象，查找某個key也是直接hash()，而後找到對應的房間的，因此咱們對它某個key的修改能夠理解爲是O(1)的操做，效率很高，主要有如下幾種方法。

• d[key] = value: 將key對應的值修改成value，key不存在添加新的key:value對。
• dic.update([other]) --> None: 使用另外一個字典的k,v對更新本字典，key不存在時添加，存在時則覆蓋，因此不會返回新的字典，屬於原地修改。
• dic.pop(key[, default]): key存在，移除它，並返回它的value，key不存在返回指定的default，若是default未指定，那麼會返回KeyError異常。
• dic.popitem(): 移除並返回一個任意的鍵值對，字典爲empty時，拋出KeyError異常。
• dic.clear(): 清空字典。
• del dic['a']: 通用的刪除變量方法。

In [41]: dic                                   
Out[41]: {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'd': 4, 'e': 'ok?'}

In [42]: dic['a'] = 1000                       
In [43]: dic                                   
Out[43]: {'a': 1000, 'b': 2, 'c': 3, 'd': 4, 'e': 'ok?'}

In [44]: dic2 = {'a':200,'f':50}               
In [45]: dic.update(dic2)                      
In [46]: dic                                   
Out[46]: {'a': 200, 'b': 2, 'c': 3, 'd': 4, 'e': 'ok?', 'f': 50}

In [48]: dic.pop('a')             # 彈出一個key'a'，key存在返回key對應的value           
Out[48]: 200

In [49]: dic.pop('g')              # 彈出一個key'g'，key不存在，又沒有指定default，則會報KeyError異常                
---------------------------------------------------------------------------
KeyError                                  Traceback (most recent call last)
<ipython-input-49-311c3ba80251> in <module>
----> 1 dic.pop('g')

KeyError: 'g'

In [50]: dic.pop('g','not exist')       # 指定了default，當key不存在時，會返回指定的default值       
Out[50]: 'not exist'

In [51]: dic.popitem()          # 彈出一個key:valyue鍵值對，返回對象是元組形式               
Out[51]: ('d', 4)
In [52]: dic                                   
Out[52]: {'b': 2, 'c': 3, 'e': 'ok?', 'f': 50}

In [53]: del dic['e']                          
In [54]: dic                                   
Out[54]: {'b': 2, 'c': 3, 'f': 50}

In [55]: dic.clear()                           
In [56]: dic                                   
Out[56]: {}
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當咱們以字典的某個對象好比keys,values,items等爲條件對字典進行遍歷時，咱們不能在遍歷的同時刪除字典的元素，字典在運行時不容許長度改變，可是在list中這種操做是能夠的，可是會獲得意想不到的結果，建議對容器進行遍歷的同時不要修改它的長度。

In [7]: s   
Out[7]: {'a': 1, 'b': 2, 'c': 4, 'd': 5, 'e': 7, 'j': 10}
In [8]: len(s)                                                                                      
Out[8]: 6
In [10]: for i in range(6): 
    ...:     s.popitem() 
    ...:    

In [11]: s  
Out[11]: {}

# 下面這種方式是錯的，也是以爲不能夠的。
for i in s.keys():
    s.pop(i)
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3 字典遍歷

        在Python中，咱們所說的基本數據結構：字符串、元組、列表，集合，包括字典，均可以認爲是一個容器箱子，只要是容器，咱們就能夠進行遍歷(是否有序和是否能夠遍歷沒有必然關係，只不過有序的話是順序拿出，而無序則是隨機拿出)，咱們可使用多種方式對字典進行迭代遍歷，可是有些地方和其餘類型不一樣。

3.1 遍歷字典的key

        dic.keys(): --> dict_keys --> 返回字典dic的全部key組成的一個dict_keys視圖集合(類set結構，不會生成新的內存空間)。

In [64]: dic = {'a':1, 'b':2, 'c':3, 'd':4}    

In [65]: for key in dic: 
    ...:     print(key)                              
a
d
c
b

In [66]: for key in dic.keys(): 
    ...:     print(key)                                    
a
d
c
b

In [67]: dic.keys()                            
Out[67]: dict_keys(['a', 'd', 'c', 'b'])
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迭代字典就是在迭代字典的key，因此直接迭代字典和使用字典的keys()方法返回一個keys的視圖而後再迭代，是同樣的效果。

3.2 遍歷字典的value

        dic.values(): --> dict_values --> 返回字典dic的全部values組成的一個dict_values視圖集合(類set結構，不會生成新的內存空間)。

In [69]: for i in dic: 
    ...:     print(dic[i])                                   
1
4
3
2

In [70]: for i in dic.values(): 
    ...:     print(i)                                   
1
4
3
2

In [71]: dic.values()                          
Out[71]: dict_values([1, 4, 3, 2])
複製代碼

能夠首先遍歷字典的key，而後再經過key來訪問對應的value，也能夠經過values()直接訪問values。

3.3 變量字典的鍵值對

        dic.items(): --> dict_items --> 返回字典dic的全部的key和value(每一個key和value的鍵值對由元組表示)組成的一個dict_items視圖集合(類set結構，不會生成新的內存空間)。

In [75]: for i in dic.items(): 
    ...:     print(i) 
    ...:                                       
('a', 1)
('d', 4)
('c', 3)
('b', 2)

In [77]: for key,value in dic.items(): 
    ...:     print('key:{} value:{}'.format(key,value)) 
    ...:                                       
key:a value:1
key:d value:4
key:c value:3
key:b value:2

In [78]: 
複製代碼

因爲返回的每一個鍵值對爲元組格式，那麼利用咱們前面學的封裝與結構，能夠很方便的獲取key和它對應的value

3.4 字典遍歷小結

        在Python3中，keys、values、items方法返回一個相似一個生成器的可迭代對象，不會把函數的返回結果複製到內存空間中。

• Dictionary view對象，可使用len()、iter()、in 操做
• 字典的entry的動態視圖，字典變化，視圖將反映出這些變化
• keys返回一個相似set的對象，也能夠看做是一個set集合，若是values可hash的話，那麼items也能夠看做是類set對象
          Python 2中，keys、values、items方法會返回一個新的列表，佔據新的內存空間，因此Python 2建議使用iterkeys、itervalues、iteritems，返回一個迭代器，而不是返回一個copy

[11:20:32 python@centos7 ~]$python
Python 2.7.5 (default, Oct 30 2018, 23:45:53) 
[GCC 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-36)] on linux2
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> s = {'a':1,'b':2}
>>> s.keys()    # 直接生成一個keys的列表
['a', 'b']
>>> s.iterkeys()   # 對象，迭代能夠獲取數據
<dictionary-keyiterator object at 0x7f271c5fa520>
>>> 

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4 defaultdict默認值字典

        defaultdit object是dict的子類，咱們稱它爲默認值字典，即在建立字典時給全部的value指定一個默認值，它存放在collections模塊中，使用前須要先進行導入。爲何有默認值字典這種類型呢？那麼請看以下代碼：

dic = {}
for i in 'abacdabeddfef':
    if i not in dic:     # 這句其實也能夠優化爲 dic[i] = dic.get(i, 0) + 1
        dic[i] = 0
    dic[i] += 1
print(dic)
複製代碼

        咱們在計算一個字符串或者一個列表中的元素重複的次數時，一般會用到字典對齊進行計數，若是元素不存在字典中，那麼就須要初始化元素，當咱們使用默認值字典時，就能夠優化的更簡潔。

from collections import defaultdict
dic = defaultdict(int)   # defaultdict(lambda :0) 這種方法也能夠設置默認爲0
for i in 'abacdabeddfef':
    dic[i] += 1    # 默認是int型，能夠直接加減
print(dic)
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5 OrdereDict有序字典

        Ordered dictionaries像一個有序字典，可是它記住的是插入元素的順序。當咱們迭代有序字典時，它會按照這些鍵值對插入的順序返回。它一樣存在於collections模塊中，須要使用是請首先導入。

In [1]: from collections import OrderedDict          
In [2]: dic = OrderedDict()                          
In [5]: dic = dic.fromkeys('abc',1)                  
In [6]: dic                                          
Out[6]: OrderedDict([('a', 1), ('b', 1), ('c', 1)])
In [8]: for k,v in dic.items():     # 按照插入的順序
   ...:     print(k,v) 
   ...:                                              
a 1
b 1
c 1
In [10]: dic = dict([('a', 1), ('b', 1), ('c', 1)])  

In [11]: for k,v in dic.items():    # 無序的
    ...:     print(k,v) 
    ...:                                             
a 1
c 1
b 1

In [12]:       
複製代碼

在3.6的版本的python在python/ipython解釋器中，直接迭代或者打印時，是有序的(OrderedDict)，可是在3.5版本之前都是隨機的！