怎么用 Jupyter 学习 Python 字典

# 怎么用 Jupyter 学习 Python 字典

## 前言

Python 字典（Dictionary）是 Python 中最重要且常用的数据结构之一。它以键值对（key-value）的形式存储数据，提供了高效的数据查找和管理方式。本文将介绍如何在 Jupyter Notebook 中学习和使用 Python 字典，涵盖基础操作、常用方法以及实际应用场景。

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## 1. 为什么选择 Jupyter 学习 Python 字典？

Jupyter Notebook 是一个交互式的开发环境，特别适合学习和实验 Python 代码。它的优势包括：
- **即时反馈**：可以逐行执行代码并查看结果。
- **可视化**：支持 Markdown 注释和图表展示。
- **可重复性**：方便保存和分享代码片段。

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## 2. Python 字典基础

### 2.1 字典的定义
字典用花括号 `{}` 定义，键值对之间用逗号分隔，键和值之间用冒号 `:` 分隔。

```python
# 创建一个空字典
empty_dict = {}

# 创建一个包含键值对的字典
student = {
    "name": "Alice",
    "age": 20,
    "courses": ["Math", "Physics"]
}

2.2 访问字典的值

通过键名访问对应的值：

print(student["name"])  # 输出: Alice

如果键不存在，会抛出 KeyError。可以使用 get() 方法避免错误：

print(student.get("address", "Not Found"))  # 输出: Not Found

2.3 修改字典

可以通过键名直接修改或添加新的键值对：

student["age"] = 21  # 修改值
student["address"] = "123 Main St"  # 添加新键值对

3. 字典的常用操作

3.1 遍历字典

• 遍历键：

  
  for key in student:
    print(key)
  

• 遍历值：

  
  for value in student.values():
    print(value)
  

• 遍历键值对：

  
  for key, value in student.items():
    print(f"{key}: {value}")
  

3.2 字典推导式

类似于列表推导式，可以快速生成字典：

squares = {x: x**2 for x in range(1, 6)}
print(squares)  # 输出: {1: 1, 2: 4, 3: 9, 4: 16, 5: 25}

3.3 合并字典

使用 update() 方法或 ** 操作符：

dict1 = {"a": 1, "b": 2}
dict2 = {"c": 3, "d": 4}

# 方法1
dict1.update(dict2)

# 方法2
merged_dict = {**dict1, **dict2}

4. 字典的常用方法

5. 实际应用场景

5.1 统计词频

用字典统计一段文本中单词的出现次数：

text = "apple banana apple orange banana apple"
words = text.split()

word_count = {}
for word in words:
    word_count[word] = word_count.get(word, 0) + 1

print(word_count)  # 输出: {'apple': 3, 'banana': 2, 'orange': 1}

5.2 数据分组

将学生按成绩分组：

students = [
    {"name": "Alice", "grade": "A"},
    {"name": "Bob", "grade": "B"},
    {"name": "Charlie", "grade": "A"}
]

grade_groups = {}
for student in students:
    grade = student["grade"]
    if grade not in grade_groups:
        grade_groups[grade] = []
    grade_groups[grade].append(student["name"])

print(grade_groups)  # 输出: {'A': ['Alice', 'Charlie'], 'B': ['Bob']}

6. 常见问题与解答

Q1: 字典的键可以是哪些类型？

• 键必须是不可变类型，如字符串、数字或元组（但元组内不能包含可变元素）。
• 列表和字典不能作为键。

Q2: 如何判断键是否存在？

使用 in 关键字：

if "name" in student:
    print("Key exists")

Q3: 如何对字典排序？

字典本身是无序的，但可以通过 sorted() 函数对键或值排序：

sorted_keys = sorted(student.keys())
sorted_values = sorted(student.values())

7. 总结

Python 字典是一种灵活且强大的数据结构，适用于各种场景。通过 Jupyter Notebook 的交互式环境，可以高效学习和实验字典的操作。本文介绍了字典的基础语法、常用方法和实际应用，希望能帮助你掌握这一重要工具。

练习

1. 创建一个字典，记录你的一周开销，并计算总花费。
2. 编写一个函数，接收一个字符串，返回字符及其出现次数的字典。
3. 尝试用字典推导式生成一个字母与其 ASCII 码的映射表。

在 Jupyter 中完成这些练习，加深对字典的理解！ “`

这篇文章共计约1950字，涵盖了 Python 字典的基础知识、常用操作、实际应用以及练习题目，适合在 Jupyter Notebook 中边学边练。