Task05：Python中的字典（详细内容）、集合（概括性）

程序员文章站 2022-07-11 14:58:41

...

一.字典

1.使用字典

字典是一种比较特别的数据类型，字典中每个成员以“键：值”对的形式成对存在。字典是以大括号“{ }”包围并且以“键：值”对的方式声明和存在的数据集合。字典与列表相比，最大的不同在于字典是无序的，其成员位置只是象征性的，在字典中通过键来访问成员，而不能通过其位置来访问该成员。

1.1创建并访问字典

在Python中，字典可以存储任意类型对象。字典的每一个键值“key:value”对之间必须用冒号“：”分隔，每对之间用逗号“，”分隔，整个字典包括在大括号“{ }”中。

字典是由一系列“键：值”对构成的，每个键都与一个值相关联，可以使用键来访问与之相关联的值。
在字典中可以存储任意个“键：值”对。
每一个“key:value”键值对中的键（key）必须是唯一的、不可变的，但值（value）则不必。

键值可以取任何数据类型，可以是数字、字符串、列表乃至字典。

接下来举一个例子，就是水果摊的老板想要用字典来保存他的水果和价格。可以用下面这段代码来表示

dict = {"苹果":"13","香蕉":"15","水蜜桃":"23"}

当然也可以把它们分解出来，就像下面的代码一样。

dict1 = {"苹果":"13"}
dict2 = {"香蕉":"15"}
dict3 = {"水蜜桃":"23"}

要想获取某一个键的值，可以通过访问键的方式来显示对应的值。

dict = {"苹果":"13","香蕉":"15","水蜜桃":"23"}
print("苹果的价格：",dict["苹果"])
print("香蕉的价格：",dict["香蕉"])
print("水蜜桃的价格：",dict["水蜜桃"])

苹果的价格： 13
香蕉的价格： 15
水蜜桃的价格： 23

如果调用的字典没有这个“键”的话，运行的结果则会发生报错。里面水果摊的老板并没有打算把西瓜放到他的字典里面，如果我们调用的西瓜，则会报错。

dict = {"苹果":"13","香蕉":"15","水蜜桃":"23"}
print("苹果的价格：",dict["苹果"])
print("香蕉的价格：",dict["香蕉"])
print("水蜜桃的价格：",dict["水蜜桃"])
print("西瓜的价格：",dict["西瓜"])

苹果的价格： 13
香蕉的价格： 15
水蜜桃的价格： 23
---------------------------------------------------------------------------
KeyError                                  Traceback (most recent call last)
<ipython-input-5-ddb2f7b5bed1> in <module>
      3 print("香蕉的价格：",dict["香蕉"])
      4 print("水蜜桃的价格：",dict["水蜜桃"])
----> 5 print("西瓜的价格：",dict["西瓜"])

KeyError: '西瓜'

1.2向字典中添加数据

在Python中，字典是一种动态结构，可以随时在其中添加“键值”对。在添加“键值”对时，需要首先指定字典名，然后用中括号将键括起来，最后写明这个键值。比如水果摊的老板想了想，还是把西瓜加进去他的字典里面吧，顺便把今天早上刚拉了一车的草莓也加进去，老板可以这么操作。

dict = {"苹果":"13","香蕉":"15","水蜜桃":"23"}
dict["西瓜"] = 15
dict["草莓"] = 29
print(dict)

{'苹果': '13', '香蕉': '15', '水蜜桃': '23', '西瓜': 15, '草莓': 29}

1.3修改字典

在Python中，要想修改字典中的值，需要首先指定字典名，然后使用中括号把将要修改的键和新值对应起来。例如还是上面的例子，受疫情影响，水果摊老板想把他的水蜜桃升价来弥补他的租金亏损。

dict = {"苹果":"13","香蕉":"15","水蜜桃":"23","西瓜":"15","草莓":"29"}
dict["水蜜桃"] = 26
print(dict)

{'苹果': '13', '香蕉': '15', '水蜜桃': 26, '西瓜': '15', '草莓': '29'}

1.4删除字典中的元素

对于字典不再需要的信息，可以使用del语句将相应的“键值”对信息彻底删除。在使用del语句时，必须指定字典名和删除的键。例如水果摊的里面受季节的影响，草莓没货了，老板不得不把草莓删除掉。

dict = {"苹果":"13","香蕉":"15","水蜜桃":"23","西瓜":"15","草莓":"29"}
dict["水蜜桃"] = 26
print(dict)
del dict["草莓"]
print(dict)

{'苹果': '13', '香蕉': '15', '水蜜桃': 26, '西瓜': '15', '草莓': '29'}
{'苹果': '13', '香蕉': '15', '水蜜桃': 26, '西瓜': '15'}

1.5创建空字典

在Python中，有时为了满足项目程序的特定需求，需要创建一个空字典。此时可以先使用一对空的大括号定义一个字典，然后再分行添加各个“键值”对。

dict = {}
dict ["苹果"]="13"
dict ["香蕉"]="15"
dict ["水蜜桃"]="26"
dict ["西瓜"]="15"
print(dict)

{'苹果': '13', '香蕉': '15', '水蜜桃': '26', '西瓜': '15'}

2.遍历字典

一个字典可能只包括几个“键值”对，也可能包含数百万个”键值“对。因为字典可能包含大量的数据，所以Python支持对字典遍历。在字典中，可以使用各种方式存储信息，所以可以通过多种方式遍历字典。

2.1一次性遍历所有的”键值“对

咱们可以使用for…in循环语句一次性遍历所有的”键值“对。

user = {"名字":"00","渴望":"在看","希望":"更多人关注呀"}
for key,value in user.items():
    print("\nKey:",key)
    print("\nValue:",value)

Key: 名字

Value: 00

Key: 渴望

Value: 在看

Key: 希望

Value: 更多人关注呀

item()函数在之前的文章上有提起到，它的作用是以列表返回可遍历的（键，值）元组数组。

2.2遍历字典中的所有键

使用内置方法keys（）能够以列表的形式返回一个字典中的所有键。keys（）没有参数，只有返回值，语法格式是：dict.keys()。比如还是回到水果摊老板上，有一天，老板只是想要从他的水果字典中列一个清单名字出来，不要价格，看看自己卖了些什么水果。

dict = {"苹果":"13","香蕉":"15","水蜜桃":"23","西瓜":"15","草莓":"29"}
for name in dict.keys():
    print(name)

苹果
香蕉
水蜜桃
西瓜
草莓

2.3遍历字典中的所有的值

前面分享的键，这一个就是分享了值，所以，在Python中，我们可以使用方法values()返回一个字典中所有的值，而不包含任何键。

使用的方法跟keys()是一样的，都是没有参数，只有返回值。

dict = {"苹果":"13","香蕉":"15","水蜜桃":"23","西瓜":"15","草莓":"29"}
for name in dict.values():
    print(name)

3.字典嵌套

在Python中，有时需要将一系列字典存储在列表中，或将在列表作为值存储在字典中，这称为嵌套。可以在列表中嵌套字典，也可以在字典中嵌套列表，甚至可以在字典中嵌套字典。

3.1字典列表

我们还来举一个例子吧，就不举水果摊老板的背景例子吧弄成别的，假设有一个统计班级学生成绩的场景，班级中的每一个学生都有自己的一个成绩卡，这个成绩卡可以用字典实现。例如：

stu = {"语文":"90","数学":"95","英语":"93"}

但是呢后面学校说为了让竞争氛围更为浓厚，就不要用成成绩卡了，将班级内的学生成绩公布出来。因为上面“stu”只能包含一个学生的信息而无法存储第二个学生的信息，就更别说把全班的同学把成绩公布出去了，所以老师们想到一个解决方法就是，创建一个全班学生的列表，其中每一个学生都是一个字典，这个字典包含有关该学生的各科成绩信息。

stu = {"语文":"90","数学":"95","英语":"93"}
stu1 = {"语文":"92","数学":"90","英语":"89"}
stu2 = {"语文":"97","数学":"85","英语":"98"}
stus = [stu,stu1,stu2]      # 将上面三个字典创建一个列表
for name in stus:         # 运用for语句遍历列表
    print(name)

{'语文': '90', '数学': '95', '英语': '93'}
{'语文': '92', '数学': '90', '英语': '89'}
{'语文': '97', '数学': '85', '英语': '98'}

但是在现实中咱们可能只有三个同学呢，而且每个学生都是使用代码自动生成的。假如一个班有30个学生，那么可以range()函数生成这这30个同学的成绩。

stus = []
for stu_number in range (0,30):
    new_stu = {"语文":"92","数学":"98","英语":"96"}
    stus.append(new_stu)
for stu in stus[0:5]:     # 使用一个切片来显示前5组
    print(stu)
print("...")

{'语文': '92', '数学': '98', '英语': '96'}
{'语文': '92', '数学': '98', '英语': '96'}
{'语文': '92', '数学': '98', '英语': '96'}
{'语文': '92', '数学': '98', '英语': '96'}
{'语文': '92', '数学': '98', '英语': '96'}
...

注意：虽然上面这一个例子中每一个学生都具有相同的特征，但是在Python看来这些都是独立的，我们可以独立地修改每一名学生。

3.2在字典中存储字典

比如在考试前，班主任要收集班级同学的个人信息，姓名作为键，一些个人信息是值，收集完要想访问这些信息，我们需要遍历所有的姓名，并访问与每一个姓名相关联的信息字典。

users = {"小明":{"性别":"男","电话":"137xxxxxx80"},
        "小红":{"性别":"女","电话":"135xxxxxx85"}}
for username,use_info in users.items():
    print("\n姓名:",username)
    gender = use_info["性别"]
    phone = use_info["电话"]
    print("\n性别：",gender)
    print("\n电话：",phone)

姓名: 小明

性别： 男

电话： 137xxxxxx80

姓名: 小红

性别： 女

电话： 135xxxxxx85

3.3在字典中存储列表

假如开了一家面馆，该如何描述顾客的点餐过程呢？如果是使用列表，只能储存顾客要添加的配料（例如多放辣椒、多加肉）。但是如果使用字典，不仅可以在其中包含其他有关面条的描述，例如是什么类型的面，拉面还是凉面。例如下面的一个例子

noodles = {"型号":"拉面",
          "配料":["多加10块钱的肉","多放辣椒油"]}
print("您点了一份"+ noodles["型号"],",您的备注：")
for i in noodles["配料"]:
    print(i)

您点了一份拉面 ,您的备注：
多加10块钱的肉
多放辣椒油

在上面的代码中，第一行创建了一个字典，其中储存了有关顾客所点面条的信息。在这个字典中，一个键是“型号”，与其相关联的值是字符串“拉面”；另一个键是“配料”，与其相关联的值是一个列表，在这个列表中储存了顾客的要求，厨师在制作过程中就可以看到顾客的备注了。

二、集合

1.使用集合

在Python中，集合（set）是一个无序不重复元素的序列。集合的基本功能是进行成员关系测试并删除重复的元素。Python语言规定使用大括号“{ }”或函数set()创建集合。在创建一个空集合时必须要用函数set()实现，而不能使用大括号“{ }”实现，这是因为空的大括号“{ }”是用来创建一个空字典的。

a = set("abcde")
b = set("abc")
print(a)
print(a-b)   # a和b的差集
print(a|b)   # a和b的并集
print(a&b)   # a和b的交集
print(a^b)   # a和b中不同时存在的元素