Python字典数据类型及基本操作

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字典是Python中重要的数据类型，字典是由"键-值"对组成的集合，"键-值"对之间用逗号隔开，包含在一对花括号中。字典中的"值"通过"键"来引用。

创建字典

创建字典的格式如下：

dictionary = {key1:value1, key2:value2, ...}

创建实例如下：

dict = {} #空字典
dict1 = {'Lesson1': 'Python', 'Lesson2': 'Java', 'Lesson3': 'Shell')} #多元素字典
dict2 = {'lesson1': 'Python', lesson2': 'Java', 'lesson3': 'Shell')} #注意和dict1不同(lesson首字母小写)，原因是字典中的键是区分大小写的

说明：字典的键是区分大小写的。

获取字典的值

访问字典中的元素有2种方法。第1种是通过key值获取相应的value值，第二种是通过字典函数get()来获取。

（1）通过key值获取相应的value值。语法格式为：value = dict[key]。具体实例如下：

>>> dict1 = {'Lesson1': 'Python'}
>>> dict1['Lesson1']
'Python'
>>> dict1['Lesson2'] #不存在对应的键值，返回KeyError报错
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
KeyError: 'Lesson2'

（2）通过get()函数获取value值，get()函数使用格式如下：

dict.get(key[,default_value])

说明：参数key表示字典的键值，参数default_value可以作为get()的返回值，默认值为None。如果指定default_value参数值，表示如果参数key键值在字典key列表中，则返回对应的value值，如果不在，则返回预先设定的default_value的值。具体实例如下所示：

>>> dict1 = {'Lesson1': 'Python'}
>>> dict1.get('Lesson1')
'Python'
>>> dict1.get('Lesson2')
>>> dict1.get('Lesson2','Perl')
'Perl'

添加字典元素

方法一：直接添加方法，使用格式如下：

dict[key] = value

如果键值key不在字典dict的key列表中，字典dict添加（key：value）的记录。如果已经在key列表中，则修改键值key对应的value值。

dict['Lesson3'] = 'Perl'

举个例子，假设字典dict中不存在键名为Lesson3的字符串，则直接添加。如果已存在，则刷新值为Perl字符串。实例如下：

>>> dict1 = {'Lesson1': 'Python'}
>>> dict1['Lesson3'] = 'Perl'
>>> dict1
{'Lesson3': 'Perl', 'Lesson1': 'Python'}
>>> dict1 = {'Lesson3': 'Python'}
>>> dict1['Lesson3'] = 'Perl'
>>> dict1
{'Lesson3': 'Perl'}

方法二：通过调用setdefault()函数方法实现。格式如下：

dict.setdefault(key[,default_value])

如果索引key在字典key列表中，则返回对应的value值，如果不在key列表中，则添加新索引key和value在字典中，并反馈default_value值，默认值为None。使用实例如下：

>>> dict1 = {'Lesson1': 'Python'}
>>> dict1.setdefault('Lesson1')
'Python'
>>> dict1.setdefault('Lesson2')
>>> dict1
{'Lesson2': None, 'Lesson1': 'Python'}
>>> dict1.setdefault('Lesson3','Shell')
'Shell'
>>> dict1
{'Lesson3': 'Shell', 'Lesson2': None, 'Lesson1': 'Python'}

获取字典所有keys、Values或者key-valu键值对

（1）获取字典的所有"键"-"值"元素。通过调用字典的items()方法实现，返回的是(key,value)元组组成的列表。实例如下：

>>> dict1 = {'Lesson1': 'Python', 'Lesson2': 'Java', 'Lesson3': 'Shell'}
>>> dict1.items()
[('Lesson3', 'Shell'), ('Lesson2', 'Java'), ('Lesson1', 'Python')]

（2）获取字典的中key组成的列表。通过调用字典的keys()方法实现。实例如下：

>>> dict1 = {'Lesson1': 'Python', 'Lesson2': 'Java', 'Lesson3': 'Shell'}
>>> dict1.keys()
['Lesson3', 'Lesson2', 'Lesson1']

（3）获取字典的中value组成的列表。通过调用字典的values()方法实现。实例如下：

>>> dict1 = {'Lesson1': 'Python', 'Lesson2': 'Java', 'Lesson3': 'Shell'}
>>> dict1.values()
['Shell', 'Java', 'Python']

判断指定key是否存在字典

判断字典中是否存在键值为k的元素。通过调用字典has_key()方法实现。实例如下：

>>> dict1 = {'Lesson1': 'Python', 'Lesson2': 'Java', 'Lesson3': 'Shell'}
>>> dict1.has_key('Lesson1')
True
>>> dict1.has_key('Lesson4')
False

删除字典元素。

方法一：通过调用内置函数del实现。实例如下：

>>> dict1 = {'Lesson1': 'Python', 'Lesson2': 'Java', 'Lesson3': 'Shell'}
>>> del dict1['Lesson1']
>>> dict1
{'Lesson3': 'Shell', 'Lesson2': 'Java'}

方法二：通过调用字典的pop()函数实现。pop()函数格式如下：

dict.pop(key[,default_value])

pop()函数必须指定参数索引key才能删除对应的值。如果索引key在字典key列表中，则返回索引key对应的value值。如果不存在，则返回预先设置的default_value值，如果未设置，会爬出KeyError异常信息。实例如下：

>>> dict1 = {'Lesson1': 'Python', 'Lesson2': 'Java', 'Lesson3': 'Shell'}
>>> dict1.pop('Lesson3')
'Shell'
>>> dict1
{'Lesson2': 'Java', 'Lesson1': 'Python'}
>>> dict1.pop('Lesson3','Perl')
'Perl'

方法三：调用字典的clear()函数，清除字典的所有内容。实例如下：

>>> dict1 = {'Lesson1': 'Python', 'Lesson2': 'Java', 'Lesson3': 'Shell'}
>>> dict1.clear()
>>> dict1
{}

字典排序

字典的排序可以通过使用sorted()函数实现，实例如下：

>>> dict = {'2':"Python",'1':"Java",'3':"C++"}
>>> sorted(dict.items(),key=lambda d:d[0])
[('1', 'Java'), ('2', 'Python'), ('3', 'C++')]
>>> sorted(dict.items(),key=lambda d:d[1])
[('3', 'C++'), ('1', 'Java'), ('2', 'Python')]

也可以使用如下方法对值进行排序，先使用zip进行反转

>>> sorted(zip(prices.values(),prices.keys()))
[(10.75, 'FB'), (37.2, 'HPQ'), (45.23, 'ACME'), (205.55, 'IBM'), (612.78, 'AAPL')]

说明:如果存在values相同的情况下，则会按照key的大小进行排序。如下：

>>> prices = {'ACME': 45.23, 'AAPL': 612.78, 'IBM': 612.78, 'HPQ': 37.20,'FB': 10.75 }
>>> sorted(zip(prices.values(),prices.keys()))
[(10.75, 'FB'), (37.2, 'HPQ'), (45.23, 'ACME'), (612.78, 'AAPL'), (612.78, 'IBM')]

计算字典最大值和最小值

通过使用zip()将字典键和值反转，再使用min()和max()函数计算。

>>> prices = {'ACME': 45.23, 'AAPL': 612.78, 'IBM': 205.55, 'HPQ': 37.20,'FB': 10.75 }
>>> min_price = min(zip(prices.values(),prices.keys()))
>>> print(min_price)
(10.75, 'FB')
>>> max_price = max(zip(prices.values(),prices.keys()))
>>> print(max_price)
(612.78, 'AAPL')

获取字典相同元素

获取两个字典相同的键、值或者items。可以通过集合运算的方式获取。

>>> dic_a = {'x':1,'y':2,'z':3}
>>> dic_b = {'w':10,'x':11,'y':2}
>>> dic_a.keys() & dic_b.keys()
{'x', 'y'}
>>> dic_a.keys() - dic_b.keys()
{'z'}
>>> dic_a.items() & dic_a.items()
{('z', 3), ('x', 1), ('y', 2)}

这些类型的操作额可用来修改或过滤掉字典中的内容。使用字典推导式代码如下：

>>> dic_c = { key:dic_a[key] for key in dic_a.keys() - {'z','w'}}
>>> print(dic_c)
{'x': 1, 'y': 2}

创建有序字典

可以使用collections模块中的OrderedDict类，当对字典迭代时，它会严格按照元素初始添加的顺序进行。

>>> from collections import  OrderedDict
>>> prices = OrderedDict()
>>> prices['ACME'] = 45
>>> prices['AAPL'] = 46
>>> prices['IBM'] = 47
>>> for key in prices:
...   print(key,prices[key])
...
('ACME', 45)
('AAPL', 46)
('IBM', 47)

从字典中提取子集

从指定的字典中按照键或者值进行过滤获取字典子集。

>>> prices = {'ACME': 45.23, 'AAPL': 612.78, 'IBM': 205.55, 'HPQ': 37.20,'FB': 10.75 }
>>> p1 = {key:value for key, value in prices.items() if value > 20}
>>> print(p1)
{'HPQ': 37.2, 'AAPL': 612.78, 'ACME': 45.23, 'IBM': 205.55}
>>> tech_name = {'ACME', 'AAPL', 'IBM'}
>>> p2 = {key:value for key, value in prices.items() if key in tech_name}
>>> print(p2)
{'AAPL': 612.78, 'IBM': 205.55, 'ACME': 45.23}

找到最大或最小的N个元素

使用heapq模块中的两个函数nlargest()和nsmallest()获取最大和最小的N个元素。

>>> import heapq
>>> prices = {'ACME': 45.23, 'AAPL': 612.78, 'IBM': 205.55, 'HPQ': 37.20,'FB': 10.75 }
>>> large3_lst = heapq.nlargest(3,zip(prices.values(),prices.keys()))
>>> print(large3_lst)
[(612.78, 'AAPL'), (205.55, 'IBM'), (45.23, 'ACME')]
>>> small3_lst = heapq.nsmallest(3,zip(prices.values(),prices.keys()))
>>> print(small3_lst)
[(10.75, 'FB'), (37.2, 'HPQ'), (45.23, 'ACME')]