数据结构 --字典

字典

1 映射类型数据结构介绍

• 在字典存放的每个元素都是以一对儿键值对。
• 在 Python 中 字典通常被称为 dict，键 称为 key，值称为 value
• 键必须是唯一的，不会重复，但值则不必
• 值可以取任何数据类型，如字符串，数字或元组，但不能为列表，但键必须是不可变的。（列表的性质是不能被哈希）

2 高效创建字典

空字典

In [7]: d1 = {}

In [8]: type(d1)
Out[8]: dict

字典中元素是无序的

In [1]: d2 = {'shark': '鲨鱼', 'qf': 'wk'}

In [2]: d2
Out[2]: {'qf': 'wk', 'shark': '鲨鱼'}

3 dict转换成字典

In [14]: d_tpl = [('a','1'),('b','2'),('c','3')]  

In [15]: dict3 = dict(d_tpl)

In [17]: d_tpl2 = ['a1','b2','c3']

In [18]: dict4 = dict(d_tpl2)

In [21]: dict3 is dict4  
Out[21]: False  

In [22]: dict3 == dict4  
Out[22]: True

4 zip()并行迭代

zip()函数可以对多个序列进行并行迭代

en =['a', 'b', 'c', 'd']

nums = ['1', '2', '3', '4']

for word, num in zip(en, nums):
    print(word, num)

利用 zip() 函数可以对具有相同数量的元素的序列进行配对，返回的值不是元组，也不是列表，而是一个整合在一起的可迭代变量。

In [36]: en = 'a','b','c',

In [37]: nums = '1' , '2', '3'

In [38]: zip(en, nums)
Out[38]: <zip at 0x1052c7f08>

In [39]: type(zip(en, nums))
Out[39]: zip

In [40]: list(zip(en, nums))
Out[40]: 
    
In [41]: dict(zip(en, nums))
Out[41]: 

5 那些数据可以作为字典的key

key 通常是 字符串

它可以是 Python 中任意不可变类型

比如：

• 布尔型 True 1 False 0
• 整型 100 200
• 浮点型 1.0 3.415
• 元组 （1,） （1, 2, 3）
• 字符串 'host_name'

关于字典的key

在 Python 内部用一个哈希表来维护字典中的 key 到 value 的映射关系。

所以 key 必须是可哈希的。

判断一个对象是否可哈希，可以使用 hash() 函数

返回一个整数，就是可哈希，反之会抛出 TypeError 异常

hash(1)
hash('name')
hash((1,2,3))

# 列表是可变的数据类型，所有不可以被 hash，当然也就不能作为 字典的 key
hash([1,2,3])

6 获取key对应的value

dict_obj = {'a': 1, 'b': 2}
dict_obj['a']        # key 必须存在，不存在，抛出异常    

dict_obj.get('a')    # 获取到 'a' 对应的值(value)

dict_obj.get('c')    # key 不存在字典中，则返回 None

dict_obj.get('c', '5')  # key 不存在，返回指定的 value

示例

info_dict = {"name": 'yangge', 'age': 18}
na = info_dict['name']
print(na)

naa = info_dict['dd']

age = info_dict.get('age')
print(age)

age2 = info_dict.get('asdf')
print(type(age2),age2)

age3 = info_dict.get('adaf', '')
print(type(age3),age3)

age4 = info_dict.get('adaf', 28)
print(type(age4),age4)

7 获取字典所有的keys

dict_obj.keys()

info_dict = {"name": 'yangge', 'age': 18}
d_keys = info_dict.keys()
print(d_keys)
print(list(d_keys))

8 获取字典所有的values

dict_obj.values()

info_dict = {"name": 'yangge', 'age': 18}
d_vals = info_dict.values()
print(d_vals)
print(list(d_vals))

9 同时获取字典的key和value

info_dict = {"name": 'yangge', 'age': 18}
item = info_dict.items()
print(item)
print(list(item))

10.使用=修改或更新字典

=

可以使用 等号 对字典的key进行直接赋值操作。

假如 key不存在与字典中，这个key 和 对应值也会被创建到字典中。

In [50]: d5 = {}

In [51]: d5['a'] = 1

In [52]: d5['b'] = 2

In [53]: d5
Out[53]: {'a': 1, 'b': 2}

In [54]: d5['li'] = [1,3,5]

In [55]: d5
Out[55]: {'a': 1, 'b': 2, 'li': [1, 3, 5]}

字典同样支持引用赋值

In [68]: d5 = {'a': 1, 'b': 2, 'li': [1, 3, 5]} 

In [69]: d6 = d5

In [70]: d6 is d5
Out[70]: True

In [71]: d7 = d5.copy()

In [73]: d7 is d5
Out[73]: False

In [74]: d7 == d5   # 双等号 是用来判断 等号两边的对象的值是否相等
Out[74]: True

11. 使用 update() 更新字典

把一个已经存在的字典中的键值对，添加到另一个字典中。

In [59]: d5
Out[59]: {'a': 1, 'b': 2, 'li': [1, 3, 5]}

In [60]: d6 = {'a': 2,'d': 2,'e': 5}

In [61]: d5.update(d6)

In [62]: d5
Out[62]: {'a': 2, 'b': 2, 'd': 2, 'e': 5, 'li': [1, 3, 5]}

注意： 更新时，相同的 key ，它的值会被新的值替代，这个特性同样适用与 = 号方式的更新

python3.5+

x = {'a': 1, 'b': 2}
y = {'c': 1, 'd': 2}

z = {**x,**y}

print(z)

12.成员判断

in

In [63]: 'a' in d5   # 默认就是判断 'a' 是否存在于字典中的 keys()
Out[63]: True

In [63]: 'a' in d5.keys()
Out[63]: True

In [75]: 'a' not in d5.keys()
Out[75]: False

13.删除和清空字典

删除指定的键值对

dict_obj = {'a': 1}
del  dict_obj['a']  # 从字典中删除指定 key 的键值对
del  dict_obj       # 删除字典本身，字典自身就不存在于内存中了

清空

dict_obj={}

dict_obj.clear()    # 字典本身还在内存中，只是内容没了

pop()
从字典中删除指定 key 的键值对，并返回这个 key 对应的值

In [49]: d6 = {'b': 2, 'c': '3', 'd': 'new key', 'li': [1, 3, 5]}

In [50]: li = d6.pop('li')
    
In [51]: print(li)
Out [51]: [1, 3, 5]

popitem()
删除字典中的键值对，并返回这个键和值

item = d6.popitem()

print(item)
print(d6)

"""
('li', [1, 3, 5])
{'b': 2, 'c': '3', 'd': 'new key'}
"""

14.用字典实现 switch … case 语句

Python 中没有 switch … case 语句，这个问题Python之父龟叔表示这个语法过去没有，现在没有，以后也不会有。因为Python简洁的语法完全可以用 if … elif 实现。如果有太多的分支判断，还可以使用字典来代替。

arg = 1

if arg == 0:
    print('zero')
elif arg == 1:
    print('one')
elif arg == 2:
    print("two")
else:
    print("nothing")

映射

data = {
    0: "zero",
    1: "one",
    2: "two",
}
data.get(arg, "nothing")

15.setdefault 处理缺失的键

dict_obj.setdefatult(‘key’, ‘value’) 

1.key 不存在，添加 key: value 到字典中,并且返回字典中的 value 对象，也就是说返回的 value 和刚添加到字典中的 value 是同一个对象 ；

2. key 存在, 返回对应的 value，原字典不变

data = [
        ("ip", "192.168.1.100"),
        ("ip", "192.168.1.200"),
        ("port", 22),
        ("user", "yangge"),
        ("user", "shark")
    ]

bad

groups = {}
for key, val in data:
    # 判断 key 是否在于字典中
    if key not in groups.keys():
        # key 不存在字典中，把键值对添加到此字典中
        # 此时，key 对应的值是一个列表类型，这个类别包含了循环的  val
        groups[key] = [val]
    else:
        # key 存在字典中，则把 val 添加到 key 对应的值中
        # 这值是一个列表。
        groups[key].append(val)

print(groups)

good

groups = {}
for item in data:
   li = d1.setdefault(item[0], [])
   li.append(item[1])
   print(d1)

setdefault 的作用是：

• 如果 key 存在于字典中，那么直接返回对应的值，等效于 get 方法
  如果 key 不存在字典中，则会设置此键值对，key 的 value 就是 setdefault 中的第二个参数，之后再返回该值。

扩展知识

当一个新的值与字典的键关联的时候，python的字典不会更新键对象本身

In [66]: y = {1.0: 'no'}

In [67]: y[True] = 'yes'

In [68]: y
Out[68]: {1.0: 'yes'}
    
# 如果键被认为是相同的，那么为什么要花时间更新原来的？

Python字典中的键 是否相同（只有相同才会覆盖）取决于两个条件：
1、两者的值是否相等（比较eq()方法)
2、比较两者的哈希值是否相同（比较_hash()hash方法）

In [69]: (hash(True), hash(1), hash(1.0))
Out[69]: (1, 1, 1)