字典初识

我们来看下面的一个例子：

name_lst = ['张三', '李四', '王二麻子', '小桃红']
id_lst = [18, 9, 25, 50]

其中，列表 name_lst 中存储的是同学的名字，id_lst 中存储的是对应同学的学号。例如，新力 的学号是 18。

如果我们要查找张三的学号，就要去另一个列表中找到其索引对应的学号值，例如：

name_lst[0]
id_lst[0]

这样的操作虽然也能满足我们的需求，但是显然有些繁琐。而且一旦任何一个列表中的索引发生了变化（比如进行了插入或者删除数据的操作），就要对另一个列表进行同样的改动，否则会造成混乱。

如果我们使用字典来进行这一类操作，就可以避免这样的麻烦。

字典也是 Python 中的基本数据类型之一。字典是 Python 中唯一一种包含键值对的数据类型，字典能够将数据和数据之间进行关联。字典的关键字是 dict

字典的定义方法是这个样子的：dic = {'键': '值'}，具体的例子就是：

dic = {'只因': ['开车', '唱', '跳'], '张三': 9, 25: '李四', True: '秀', (1, 2, 3): '王二麻子'}

通过键可以准确地找到其对应的值：

print(dic['张三'])

在这里补充一个概念 哈希，在 Python 中一般可以这样认为：

• 可变数据类型不可哈希
• 不可变数据类型可哈希

目前我们学到的可变数据类型有：列表和字典；不可变数据类型有：整型、字符串、布尔值和元组

Python 字典的底层存储结构是哈希表，这也就意味着字典的键必须是不可变数据类型（也就是可哈希）且唯一（字典中的键只能存在一个）。如果字典中的键出现了重复，后面的键值对会覆盖前面的键值对

字典的值可以是任意数据类型

字典本身也是一个可变数据类型：

dic = {{'a': 1}: 'alice'}
print(dic)

运行上面的代码会报错，错误原因是字典是不可哈希的数据类型。也就是说，字典是可变的

Traceback (most recent call last):
  File "<python-input-100>", line 1, in <module>
    dic = {{'a': 1}: 'alice'}
          ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
TypeError: unhashable type: 'dict'

字典元素的增加

字典的增加操作可以通过 dic['键'] = '值' 的方式实现：

dic = {'key': 1}
dic['alice'] = 89
print(dic)    # {'key': 1, 'alice': 89}

这种通过赋值的方法增加变量的方法有些”暴力“，因为如果字典中原本存在相同的键，赋值操作将把原来的键对应的值替换为新值：

dic = {'key': 1, 'alice': 18}
dic['alice'] = 89
print(dic)    # {'key': 1, 'alice': 89}

还有一种相对”温柔“的增加字典元素的方法，.setdefault()。通过这种方法，如果原字典中已经有了同样的键，返回值为改键对应的值，不会进行修改操作。如果原字典中不存在这样的值，将会增加新的键值对。值默认为 None，也可以自定义要添加的值。范围值为增加之后的键对应的新值。例如：

dic = {'key': 1}
print(dic.setdefault('key'))    # 1
print(dic.setdefault('tom'))    # None
print(dic.setdefault('bob', 89))    # 89
print(dic)    # {'key': 1, 'tom': None, 'bob': 89}

对于 .setdefault() 的返回值，可以这样记忆：最终字典的键对应的值是什么，就返回什么

.setdefault() 方法是通过两个步骤进行的：

1. 先通过减去字典中查找，如果键存在，返回对应的值，不会继续执行第二步；如果键不存在，返回将要赋给该键的值，默认为 None，去执行第二步。
2. 将键和值添加到字典中

字典的删除

字典的删除主要有 .clear()、.pop()、.popitem() 和 del 四种方法。

需要注意的是，字典没有 .remove() 方法。

.clear() 方法用来清空字典，使用该方法后，会得到一个空字典：

dic = {'key': 1, 'aaa': 'bbb'}
dic.clear()    # 字典是可变数据类型，可以直接用方法来修改，不必重新赋值
print(dic)    # {}

.pop() 方法需要输入想要删除的键作为参数，返回的是被删除的键对应的值：

dic = {'key': 1, 'aaa': 'bbb'}
print(dic.pop('key'))

需要注意一点，如果要删除的键并不存在于字典中，会报错：

>>> dic = {'key': 1, 'aaa': 'bbb'}
>>> dic.pop('bbb')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
KeyError: 'bbb'

这时，我们可以给 pop 指定一个默认值，这样如果没有这个键的话，将会返回默认值，而非报错：

>>> dic = {'key': 1, 'aaa': 'bbb'}
>>> dic.pop('bbb', 'nothing found!')
'nothing found!'

这样就可以实现批量处理字典时，如果键存在则删除，如果键不存在则忽略，而不会报错的需求。

.popitem() 是随机删除。但是在 Python3 和最新版本的 Python2.7 中，默认删除字典的最后一组键值对，返回值为删除掉的键值对元组（注意，是元组，而不是像 .pop() 一样放回的是值）：

dic = {'key': 1, 'aaa': 'bbb'}
print(dic.popitem())    # ('aaa', 'bbb')

与列表不同的是，字典中没有 remove 方法。

字典中 del 方法的用法和列表十分相似，如果不指定要删除的键，将会删除整个字典：

dic = {'key': 1, 'aaa': 'bbb'}
del dic
print(dic)

代码运行后报错，因为 dic 已经被完全删除了

Traceback (most recent call last):
  File "C:/Users/Sure/PyProject/day05/01 exercise.py", line 80, in <module>
    print(dic)
NameError: name 'dic' is not defined

我们也可以通过指定键的方法，删除特定的键值对：

dic = {'key': 1, 'aaa': 'bbb'}
del dic['aaa']
print(dic)    # {'key': 1}

字典的修改

字典的修改有两种形式，第一种是用暴力增加的方法 dic['键'] = '值' 对已经存在的键进行修改；第二种是通过 .update() 方法来合并两个字典

使用 dic['键'] = '值' 进行修改，当字典中存在指定的键时，该键对应的值将会被替换为新的值：

dic = {'key': 1, 'aaa': 'bbb'}
dic['aaa'] = 'BBB'  # 修改
dic['ss'] = 'BBB'   # 增加
print(dic)    # {'key': 1, 'aaa': 'BBB', 'ss': 'BBB'}

.update() 方法可以将两个字典合并。update 中输入的字典的级别要高于前面的字典。也就是说，如果新输入的键已经在就字典中存在，该键对应的新值将对替换旧值：

dic = {'key': 1, 'aaa': 'bbb'}
dic.update({'key': 2, 'meet': 23})
print(dic)    # {'key': 2, 'aaa': 'bbb', 'meet': 23}

也可以使用 | 合并两个字典，但需要注意区分字典的 |= 和 =| 两种操作的不同。old_dict |= new_dict 等价于 old_dict.update(new_dict)，是在 old_dict 基础上进行的扩充；而 old_dict = old_dict + new_dict 会创建新的字典对象覆盖掉原有的 old_dict。这两种操作的结果都是合并两个字典，且有相同键的情况都会用 new_dict 中的值覆盖 old_dict 中的值。但是如果有其他变量引用 old_dict，那么结果就会有所差别：

old_dict = {1: 1, 2: 2}
old_dict2 = old_dict
new_dict = {1: 2, 3: 3}

old_dict |= new_dict    # 在 old_ditc 基础上更新
print(old_dict)    # {1: 2, 2: 2, 3: 3}
print(old_dict2)    # {1: 2, 2: 2, 3: 3}
print(old_dict is old_dict2)    # True

# 注释掉上面的代码后再执行下面的代码
old_dict = old_dict | new_dict    # 创建新字典
print(old_dict)    # {1: 2, 2: 2, 3: 3}
print(old_dict2)    # {1: 1, 2: 2}
print(old_dict is old_dict2)    # False

字典的查找

字典可以直接通过键来查找值，不过这种查找方式相对“暴力”：当键存在时，返回对应的值；当键不存在时，程序会报错：

dic = {'key': 1, 'aaa': 'bbb'}
print(dic['aaa'])	# 'bbb'
print(dic['bbb'])	# 程序报错

因为这种直接查找的方法当键不存在时会报错，有时我们需要使用 .get() 方法：当键存在时，返回键对应的值；当键不存在时，返回 None：

dic = {'key': 1, 'aaa': 'bbb'}
print(dic['aaa'])	# 'bbb'
print(dic['bbb'])	# None

我们甚至可以改变键不存在时的返回值：

print(dic.get('bbb', '没有找到啊'))

我们也可以通过 .keys()、.values() 和 .items() 方法获取字典全部的键、值和键值对。这三个方法的返回值都是一种 高仿列表，可以迭代但不支持索引。我们可以通过list函数将返回的高仿列表转化为普通列表：

dic = {'key': 1, 'aaa': 'bbb'}
print(dic.keys())
print(dic.values())
print(dic.items())
for i in dic.keys():
    print(i)
print(list(dic.values()))

也可以使用 for 循环迭代字典，将会遍历字典的键：

dic = {'key': 1, 'aaa': 'bbb'}
for i in dic:
    print(i)

字典的嵌套

有下面这样一个字典：

house = {
    101: {
        1: {'皮裤男': {'某女': ['小钢炮'], '国际章': ['熊大', '熊二']}},
        2: {'林俊杰': ['磨牙']},
    },
    102: {
        1: {'皮裤女': {'林宥嘉': ['说谎', '你是我的眼']}},
        2: {'王菲': ['天后', '传奇', '红豆', '笑忘书']},
    },
    103: {
        1: {'韦小宝': {'阿珂': '刺客', '建宁': '公主', '双儿': '丫鬟', '教主老婆': '龙儿'}},
        2: {'张无忌': {'灭绝师太': '倚天剑', '金毛狮王': '屠龙刀', '张三丰': '太极拳'}},
    },
    104: {1: {'西游记': {'大圣': '金箍撸撸棒', '唐僧': '叨逼叨', '八戒': '高老庄主任'}}},
    105: {
        1: {'水浒传': {'武松': '打老虎', '鲁智笙': '拔树', '林冲': '教头', '宋江': '老大'}},
        2: {'官场': {'高俅': '足球'}},
    }
}

要想找到里面的 倚天剑 的 剑 字和 熊大 的 熊 字，我们可以这样找到：

print(house[103][2]['张无忌']['灭绝师太'][2])
print(house[101][1]['皮裤男']['国际章'][0][0])

从上面的例子中，我们就可以发现，字典相较于列表是很有优势的：

1. 字典查找内容更方便
2. 字典查找速度更快

字典还可以简化流程控制的过程。

举个例子，如果我们需要设计这样一个程序，用户输入编号，程序自动返回该编号对应的菜品。如果我们用 if 条件句来实现，将会非常繁琐：

while True:
    choose = int(input('请输入数字（1-12）：'))
    if choose == 1:
        print('饺子')
    elif choose == 2:
        print('粥')
    elif choose == 3:
        print('面条')
    elif choose == 4:
        print('肉')
    elif choose == 5:
        print('土')
    elif choose == 6:
        print('东南风')
    elif choose == 7:
        print('切糕')
    elif choose == 8:
        print('烤全羊')
    elif choose == 9:
        print('烤骆驼')
    elif choose == 10:
        print('锅包肉')
    elif choose == 11:
        print('杀猪菜')
    elif choose == 12:
        print('乱炖')
    else:
        print('输入错误，请重新输入！')

如果我们使用字典的方法，只需要这样即可：

dic = {
    '1': '饺子',
    '2': '粥',
    '3': '面条',
    '4': '肉',
    '5': '土',
    '6': '东南风',
    '7': '切糕',
    '8': '烤全羊',
    '9': '烤骆驼',
    '10': '锅包肉',
    '11': '杀猪菜',
    '12': '乱炖',
}
while True:
    choose = input('请输入数字（1-12）：')
    if choose in dic:
        print(dic[choose])
    else:
        print('输入错误，请重新输入！')

我们看到，使用字典之后，代码节省了不少，而且少了很多重复代码。以后如果需要增加或者删改列表，只需要在字典中进行操作即可，不需要对程序进行改动，后期维护也更为便利

字典的创建

我们还可以使用 dict 函数将其他数据类型转成字典。dict 能够转成字典的数据类型需要是一个等长的二级容器，并且每个第二级容器中元素个数是都是 2 个。比如：

data = [('a', 1), ['b', 2], {'c', 3}, {'d': 1, 4: 2}, 'e5']
print(dict(data))

输出的结果为：

{'a': 1, 'b': 2, 3: 'c', 'd': 4, 'e': '5'}

上面的数据被转成了字典。我们发现，容器的数据类型可以是元组、列表、集合、字典，甚至字符串也可以。要注意的是，每个二级容器的元素个数都只能是两个，多了或者少了都会报错。而且因为二级容器的第一个元素要作为键，所以需要是不可变，可哈希的数据类型。

另外，需要注意的是，集合是无序的数据类型，所以键值的顺序无法保证，因此一般不会使用集合创建字典。如果使用字典创建字典，每个键值对算作一个元素，且只会将原字典的键作为数据创建字典

.fromkeys() 方法

.fromkeys() 方法用来批量创建键值对，此方法需要两个参数，参数 1 是一个可迭代对象，将会迭代添加到字典中成为键，参数 2 是这些键共用的值：

dic = {'key': 1, 'key1': 2}
dic1 = dic.fromkeys('abc', 12)
print(dic,dic1)    # {'key': 1, 'key1': 2} {'a': 12, 'b': 12, 'c': 12}

这里需要注意的是，.fromkeys() 方法并不是修改字典的方法，而是会创建一个新字典并返回。

另外一个需要注意的是，如果参数 2 是可变数据，所有的值会共用这个数据：

l = []
dic = dict().fromkeys('abc', l)
l.append(2)
print(l, dic)    # [2] {'a': [2], 'b': [2], 'c': [2]}

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