Python系列(20)——不可不会“技能”之「字典(Dictionary)」

前端两分钟 2018-08-18 17:39:38

很多人 搞不清楚，为什么有了列表，有了元组，还要弄一个字典呢？这么高大上的名字，还以为是n厚的书或者是n多的知识点呢？搞得怪吓人的~

举个栗子，假设要根据同学的名字查找对应的成绩，如果用list实现，需要两个list：

names = ['Michael', 'Bob', 'Tracy']

scores = [95, 75, 85]

给定一个名字，要查找对应的成绩，就先要在names中找到对应的位置，再从scores取出对应的成绩，list越长，耗时越长。

如果用dict实现，只需要一个“名字”-“成绩”的对照表，直接根据名字查找成绩，无论这个表有多大，查找速度都不会变慢。用Python写一个dict如下：

>>> d = {'Michael': 95, 'Bob': 75, 'Tracy': 85}

>>> d['Michael']

95

为什么dict查找速度这么快？因为dict的实现原理和查字典是一样的（我说为什么这个类型叫字典呢？）。假设字典包含了1万个汉字，我们要查某一个字，一个办法是把字典从第一页往后翻，直到找到我们想要的字为止，这种方法就是在list中查找元素的方法，list越大，查找越慢。

第二种方法是先在字典的索引表里（比如部首表）查这个字对应的页码，然后直接翻到该页，找到这个字。无论找哪个字，这种查找速度都非常快，不会随着字典大小的增加而变慢。

dict就是第二种实现方式，给定一个名字，比如'Michael'，dict在内部就可以直接计算出Michael对应的存放成绩的“页码”，也就是95这个数字存放的内存地址，直接取出来，所以速度非常快。

基本知识点

①字典是另一种可变容器模型，且可存储任意类型对象。

②在其他语言中也称为map，使用键-值（key-value）存储，具有极快的查找速度。

③字典的每个键值 key=>value 对用冒号 : 分割，每个键值对之间用逗号 , 分割，整个字典包括在花括号 {} 中 ,格式如下所示：

d = {key1 : value1, key2 : value2 }

④键一般是唯一的，如果重复最后的一个键值对会替换前面的，值不需要唯一。

例如：中间的b为2被后面的b为3替换掉了。

>>>dict = {'a': 1, 'b': 2, 'b': '3'};

>>> dict['b']

'3'

>>> dict

{'a': 1, 'b': '3'}

⑤值可以取任何数据类型，但键必须是不可变的，如字符串，数字或元组。

⑥这种key-value存储方式，在放进去的时候，必须根据key算出value的存放位置，这样，取的时候才能根据key直接拿到value。

访问字典里的值

1.把相应的键放入熟悉的方括弧，

dict = {'Name': 'Zara', 'Age': 7, 'Class': 'First'};

print (dict['Name'])

print (dict['Age'])

输出：Zara

7

如果用字典里没有的键访问数据，会输出错误如下：

dict = {'Name': 'Zara', 'Age': 7, 'Class': 'First'};

print (dict['Alice'])

以上实例输出结果：提示找不到Alice这个key

dict['Alice']:

Traceback (most recent call last):

File "test.py", line 5, in <module>

print (dict['Alice'])

KeyError: 'Alice'

2.通过dict提供的get()方法，如果key不存在，可以返回None，或者自己指定的value：

>>> d={'a':1,'b':2,'c':3}

>>> d.get('s') #此时即为None，不显示结果

>>> d.get('s', -1) #自己指定s的赋值

-1

注意：返回None的时候Python的交互环境不显示结果。

修改字典

向字典添加新内容的方法是增加新的键/值对，修改已有键/值对如下实例:

dict = {'Name': 'Dict', 'Age': 7, 'Class': 'First'};

dict['Age'] = 8; # 修改Age指定的值

dict['School'] = "DPS School"; # 添加'School'的key并赋值为"DPS School"

print (dict['Age'])

print (dict['School'])

输出：8

DPS School

删除字典元素

1.要删除一个key，用pop(key)方法，对应的value也会从dict中删除：

dict = {'Name': 'Dict', 'Age': 7, 'Class': 'First'};

dict.pop('Age')

print(dict)

输出：{'Name': 'Dict', 'Class': 'First'}

请务必注意，dict内部存放的顺序和key放入的顺序是没有关系的。

2.能删单一的元素也能清空字典，清空只需一项操作。

显示删除一个字典用del命令，如下实例：

dict = {'Name': 'Dict', 'Age': 7, 'Class': 'First'};

del dict['Name']; # 删除键是'Name'的条目

print(dict)

dict.clear(); # 清空词典所有条目

del dict ; # 删除词典

print(dict['Age'])

输出结果为：

第一个打印，正常输出内容，并且删除了Name的值

{'Age': 7, 'Class': 'First'}

第二个打印报错，因为该dict已经删除，不存在

Traceback (most recent call last):

File "<stdin>", line 1, in <module>

TypeError: 'type' object is not subscriptable

字典的特点

和list比较，dict有以下几个特点：

1. 查找和插入的速度极快，不会随着key的增加而变慢；
2. 需要占用大量的内存，内存浪费多。

而list相反：

1. 查找和插入的时间随着元素的增加而增加；
2. 占用空间小，浪费内存很少。

所以，dict是用空间来换取时间的一种方法。

dict可以用在需要高速查找的很多地方，在Python代码中几乎无处不在，正确使用dict非常重要，需要牢记的第一条就是dict的key必须是不可变对象。

这是因为dict根据key来计算value的存储位置，如果每次计算相同的key得出的结果不同，那dict内部就完全混乱了。这个通过key计算位置的算法称为哈希算法（Hash）。

要保证hash的正确性，作为key的对象就不能变。在Python中，字符串、整数等都是不可变的，因此，可以放心地作为key。而list是可变的，就不能作为key：

>>> key = [1, 2, 3]

>>> d[key] = 'a list'

Traceback (most recent call last):

File "<stdin>", line 1, in <module>

TypeError: unhashable type: 'list'

字典内置函数&方法

Python字典包含了以下内置函数：

Python字典包含了以下内置方法：

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