Python字典的概念及常见应用实例详解

本文实例讲述了Python字典的概念及常见应用。分享给大家供大家参考，具体如下：

字典的介绍

• 字典的概念
• 字典的创建
  • 1. 我们可以通过{}、dict()来创建字典对象。
  • 2. 通过 zip()创建字典对象
  • 3. 通过 fromkeys 创建值为空的字典
• 字典元素的访问
  • 1. 通过 [键] 获得“值”。若键不存在，则抛出异常。
  • 2. 通过 get()方法获得“值”。推荐使用。优点是：指定键不存在，返回 None；也可以设
  • 3. 列出所有的键值对
  • 4. 列出所有的键，列出所有的值
  • 5. len() 键值对的个数
  • 6. 检测一个“键”是否在字典中
• 字典元素添加、修改、删除
  • 1. 给字典新增“键值对”
  • 2. 使用 update()
  • 3. 字典中元素的删除
  • 4. popitem()
• 序列解包
  • 序列解包可以用于元组、列表、字典。
  • 序列解包用于字典时
• 表格数据使用字典和列表存储，并实现访问
• 字典核心底层原理(重要)
  • 将一个键值对放进字典的底层过程
  • 扩容
• 根据键查找“键值对”的底层过程
• 用法总结：

字典的概念

字典是“键值对”的无序可变序列，字典中的每个元素都是一个“键值对”，包含：“键
对象”和“值对象”。可以通过“键对象”实现快速获取、删除、更新对应的“值对象”。
列表中我们通过“下标数字”找到对应的对象。字典中通过“键对象”找到对应的“值
对象”。“键”是任意的不可变数据，比如：整数、浮点数、字符串、元组。但是：列表、
字典、集合这些可变对象，不能作为“键”。并且“键”不可重复。
“值”可以是任意的数据，并且可重复。
一个典型的字典的定义方式：

a = {'name':'gaoqi','age':18,'job':'programmer'}

字典的创建

1. 我们可以通过{}、dict()来创建字典对象。

>>> a = {'name':'gaoqi','age':18,'job':'programmer'}
>>> b = dict(name='gaoqi',age=18,job='programmer')
>>> a = dict([("name","gaoqi"),("age",18)])
>>> c = {} #空的字典对象
>>> d = dict() #空的字典对象

2. 通过 zip()创建字典对象

>>> k = ['name','age','job']
>>> v = ['gaoqi',18,'techer']
>>> d = dict(zip(k,v))
>>> d
{'name': 'gaoqi', 'age': 18, 'job': 'techer'}

3. 通过 fromkeys 创建值为空的字典

>>> a = dict.fromkeys(['name','age','job'])
>>> a
{'name': None, 'age': None, 'job': None}

字典元素的访问

为了测试各种访问方法，我们这里设定一个字典对象：

a = {'name':'gaoqi','age':18,'job':'programmer'}

1. 通过 [键] 获得“值”。若键不存在，则抛出异常。

>>> a = {'name':'gaoqi','age':18,'job':'programmer'}
>>> a['name']
'gaoqi'
>>> a['age']
18
>>> a['sex']
Traceback (most recent call last):
File "<pyshell#374>", line 1, in <module>
a['sex']
KeyError: 'sex'

2. 通过 get()方法获得“值”。推荐使用。优点是：指定键不存在，返回 None；也可以设

定指定键不存在时默认返回的对象。推荐使用 get()获取“值对象”。

>>> a.get('name')
'gaoqi'
>>> a.get('sex')
>>> a.get('sex','一个男人')
'一个男人'

3. 列出所有的键值对

>>> a.items()
dict_items([('name', 'gaoqi'), ('age', 18), ('job', 'programmer')])

4. 列出所有的键，列出所有的值

>>> a.keys()
dict_keys(['name', 'age', 'job'])
>>> a.values()
dict_values(['gaoqi', 18, 'programmer'])

5. len() 键值对的个数

6. 检测一个“键”是否在字典中

>>> a = {"name":"gaoqi","age":18}
>>> "name" in a
True

字典元素添加、修改、删除

1. 给字典新增“键值对”

如果“键”已经存在，则覆盖旧的键值对；如果“键”不存在，则新增“键值对”。

>>>a = {'name':'gaoqi','age':18,'job':'programmer'}
>>> a['address']='西三旗 1 号院'
>>> a['age']=16
>>> a
{'name': 'gaoqi', 'age': 16, 'job': 'programmer', 'address': '西三旗 1 号院'}

2. 使用 update()

将新字典中所有键值对全部添加到旧字典对象上。如果 key 有重复，则直接覆盖。

>>> a = {'name':'gaoqi','age':18,'job':'programmer'}
>>> b = {'name':'gaoxixi','money':1000,'sex':'男的'}
>>> a.update(b)
>>> a
{'name': 'gaoxixi', 'age': 18, 'job': 'programmer', 'money': 1000, 'sex': '男的'}

3. 字典中元素的删除

可以使用 del()方法；或者 clear()删除所有键值对；pop()删除指定键值对，并返回对应的“值对象”；

>>> a = {'name':'gaoqi','age':18,'job':'programmer'}
>>> del(a['name'])
>>> a
{'age': 18, 'job': 'programmer'}
>>> b = a.pop('age')
>>> b
18

4. popitem()

随机删除和返回该键值对。字典是“无序可变序列”，因此没有第一个元
素、最后一个元素的概念；popitem 弹出随机的项，因为字典并没有"最后的元素"或者其
他有关顺序的概念。若想一个接一个地移除并处理项，这个方法就非常有效（因为不用首先
获取键的列表）。

>>> a = {'name':'gaoqi','age':18,'job':'programmer'}
>>> a.popitem()
('job', 'programmer')
>>> a
{'name': 'gaoqi', 'age': 18}
>>> a.popitem()
('age', 18)
>>> a
{'name': 'gaoqi'}

序列解包

序列解包可以用于元组、列表、字典。

序列解包可以让我们方便的对多个变量赋值。

>>> x,y,z=(20,30,10)
>>> x
20
>>> y
30
>>> z
10
>>> (a,b,c)=(9,8,10)
>>> a
9
>>> [a,b,c]=[10,20,30]
>>> a
10
>>> b
20

序列解包用于字典时

默认是对“键”进行操作； 如果需要对键值对操作，则需要使用items()；如果需要对“值”进行操作，则需要使用 values()；

>>> s = {'name':'gaoqi','age':18,'job':'teacher'}
>>> name,age,job=s #默认对键进行操作
>>> name
'name'
>>> name,age,job=s.items() #对键值对进行操作
>>> name
('name', 'gaoqi')
>>> name,age,job=s.values() #对值进行操作
>>> name
'gaoqi'

表格数据使用字典和列表存储，并实现访问

源代码（mypy_09.py）：

r1 = {"name":"高小一","age":18,"salary":30000,"city":"北京"}
r2 = {"name":"高小二","age":19,"salary":20000,"city":"上海"}
r3 = {"name":"高小五","age":20,"salary":10000,"city":"深圳"}
tb = [r1,r2,r3]
#获得第二行的人的薪资
print(tb[1].get("salary"))
#打印表中所有的的薪资
for i in range(len(tb)): # i -->0,1,2
print(tb[i].get("salary"))
#打印表的所有数据
for i in range(len(tb)):
print(tb[i].get("name"),tb[i].get("age"),tb[i].get("salary"),tb[i].get("city"))

字典核心底层原理(重要)

字典对象的核心是散列表。散列表是一个稀疏数组（总是有空白元素的数组），数组的
每个单元叫做 bucket。每个 bucket 有两部分：一个是键对象的引用，一个是值对象的引
用。
由于，所有 bucket 结构和大小一致，我们可以通过偏移量来读取指定 bucket。

将一个键值对放进字典的底层过程

>>> a = {}
>>>
a["name"]="gaoqi"

假设字典 a 对象创建完后，数组长度为 8：

我们要把”name”=”gaoqi”这个键值对放到字典对象 a 中，首先第一步需要计算
键”name”的散列值。Python 中可以通过 hash()来计算。

>>> bin(hash("name"))
'-0b1010111101001110110101100100101'

由于数组长度为 8，我们可以拿计算出的散列值的最右边 3 位数字作为偏移量，即
“101”，十进制是数字 5。我们查看偏移量 5，对应的 bucket 是否为空。如果为空，则
将键值对放进去。如果不为空，则依次取右边 3 位作为偏移量，即“100”，十进制是数字
4。再查看偏移量为 4 的 bucket 是否为空。直到找到为空的 bucket 将键值对放进去。流
程图如下：

扩容

python 会根据散列表的拥挤程度扩容。“扩容”指的是:创造更大的数组，将原有内容
拷贝到新数组中。
接近 2/3 时，数组就会扩容。

根据键查找“键值对”的底层过程

我们明白了，一个键值对是如何存储到数组中的，根据键对象取到值对象，理解起来就
简单了。

>>> a.get("name")
'gaoqi'

当我们调用 a.get(“name”)，就是根据键“name”查找到“键值对”，从而找到值
对象“gaoqi”。
第一步，我们仍然要计算“name”对象的散列值：

>>> bin(hash("name"))
'-0b1010111101001110110101100100101'

和存储的底层流程算法一致，也是依次取散列值的不同位置的数字。 假设数组长度为
8，我们可以拿计算出的散列值的最右边 3 位数字作为偏移量，即“101”，十进制是数字
5。我们查看偏移量 5，对应的 bucket 是否为空。如果为空，则返回 None。如果不为空，
则将这个 bucket 的键对象计算对应散列值，和我们的散列值进行比较，如果相等。则将对
应“值对象”返回。如果不相等，则再依次取其他几位数字，重新计算偏移量。依次取完后，
仍然没有找到。则返回 None。流程图如下：

用法总结：

1. 键必须可散列
   (1) 数字、字符串、元组，都是可散列的。
   (2) 自定义对象需要支持下面三点：
   • 支持 hash()函数
   • 支持通过__eq__()方法检测相等性。
   • 若 a==b 为真，则 hash(a)==hash(b)也为真。
2. 字典在内存中开销巨大，典型的空间换时间。
3. 键查询速度很快
4. 往字典里面添加新建可能导致扩容，导致散列表中键的次序变化。因此，不要在遍历字典的同时进行字典的修改。

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希望本文所述对大家Python程序设计有所帮助。