python字典的常用操作，数据类型划分

一、数据类型划分之一

　　可分为：可变数据类型，不可变数据类型

　　不可变数据类型：元祖，布尔值(Bool)，数值 int ，字符串 str　　　　              可哈希

　　可变数据类型：  list，dict，set　　　                                                              　不可哈希

　　集合 set：本身是可变数据类型，但集合里面的元素是不可变数据类型。

二、字典

　　字典是python中，唯一一个影射型数据类型。

　　dict 的 key 必须是不可变数据类型，可哈希。  不然会报错。

　　　　　value：任意数据类型

dict 优点：key，可哈希，哈希表  内存中对应相应位置，二分法查找，查询速度快。

　　　　　储存大量的关系型数据。

　　　　　特点：字典是无序的。（3.5及3.5之前都是无序的）   打印看每次顺序是否一致验证。

Why:咱们目前已经学习到的容器型数据类型只有list，那么list够用？他有什么缺点呢？

1. 列表可以存储大量的数据类型，但是如果数据量大的话，他的查询速度比较慢。

2. 列表只能按照顺序存储，数据与数据之间关联性不强。

所以针对于上的缺点，说咱们需要引入另一种容器型的数据类型，解决上面的问题，这就需要dict字典。

what：

数据类型可以按照多种角度进行分类，就跟咱们人一样，人按照地域可以划分分为亚洲人，欧洲人，美洲人等，但是按照肤色又可以分为白种人，黄种人，黑种人，等等，数据类型可以按照不同的角度进行分类，先给大家按照可变与不可变的数据类型的分类：

不可变（可哈希）的数据类型：int，str，bool，tuple。

可变（不可哈希）的数据类型：list，dict，set。

字典是Python语言中的映射类型，他是以{}括起来，里面的内容是以键值对的形式储存的：

Key: 不可变（可哈希）的数据类型.并且键是唯一的，不重复的。

Value:任意数据(int，str，bool，tuple，list，dict，set)，包括后面要学的实例对象等。

　在Python3.5版本（包括此版本）之前，字典是无序的。

　在Python3.6版本之后，字典会按照初建字典时的顺序排列(即第一次插入数据的顺序排序)。

　当然，字典也有缺点：他的缺点就是内存消耗巨大。

　　字典查询之所以快的解释：（了解）

字典的查询速度非常快，简单解释一下原因：字典的键值对会存在一个散列表（稀疏数组）这样的空间中，每一个单位称作一个表元，表元里面记录着key：value,如果你想要找到这个key对应的值，先要对这个key进行hash获取一串数字咱们简称为门牌号（非内存地址），然后通过门牌号，确定表元，对比查询的key与被锁定的key是否相同，如果相同，将值返回，如果不同，报错。（这里只是简单的说一下过程，其实还是比较复杂的。），下面我已图形举例：

# 此段解释来源于《流畅的python》.
这一节笼统地描述了 Python 如何用散列表来实现 dict 类型，有些细节只是一笔带过，像
CPython 里的一些优化技巧 就没有提到。但是总体来说描述是准确的。
Python 源码 dictobject.c 模块（http://hg.python.org/cpython/file/tip/Objects/dictobject.c）里有丰富的注释，另外延伸阅
读中有对《代码之美》一书的引用。
为了简单起见，这里先集中讨论 dict 的内部结构，然后再延伸到集合上面。
散列表其实是一个稀疏数组（总是有空白元素的数组称为稀疏数组）。在一般的数据结构
教材中，散列表里的单元通常叫作表元（bucket）。在 dict 的散列表当中，每个键值对
都占用一个表元，每个表元都有两个部分，一个是对键的引用，另一个是对值的引用。因
为所有表元的大小一致，所以可以通过偏移量来读取某个表元。
因为 Python 会设法保证大概还有三分之一的表元是空的，所以在快要达到这个阈值的时
候，原有的散列表会被复制到一个更大的空间里面。
如果要把一个对象放入散列表，那么首先要计算这个元素键的散列值。Python 中可以用
hash() 方法来做这件事情，接下来会介绍这一点。
. 散列值和相等性
内置的 hash() 方法可以用于所有的内置类型对象。如果是自定义对象调用 hash()
的话，实际上运行的是自定义的 __hash__。如果两个对象在比较的时候是相等的，
那它们的散列值必须相等，否则散列表就不能正常运行了。例如，如果  == 1.0 为

真，那么 hash() == hash(1.0) 也必须为真，但其实这两个数字（整型和浮点）
的内部结构是完全不一样的。
为了让散列值能够胜任散列表索引这一角色，它们必须在索引空间中尽量分散开来。
这意味着在最理想的状况下，越是相似但不相等的对象，它们散列值的差别应该越
大。示例 - 是一段代码输出，这段代码被用来比较散列值的二进制表达的不同。
注意其中  和 1.0 的散列值是相同的，而 1.0001、1.0002 和 1.0003 的散列值则非常不
同。
示例 - 在32 位的 Python 中，、1.0001、1.0002 和 1.0003 这几个数的散列
值的二进制表达对比（上下两个二进制间不同的位被 ! 高亮出来，表格的最右
列显示了有多少位不相同）
-bit Python build

!=
1.0
------------------------------------------------
1.0
! !!! ! !! ! ! ! ! !! !!! !=
1.0001
------------------------------------------------
1.0001
!!! !!!! !!!!! !!!!! !! ! !=
1.0002
------------------------------------------------
1.0002
! ! ! !!! ! ! !! ! ! ! !!!! !=
1.0003
------------------------------------------------
用来计算示例 - 的程序见于附录 A。尽管程序里大部分代码都是用来整理输出格
式的，考虑到完整性，我还是把全部的代码放在示例 A- 中了。
从 Python 3.3 开始，str、bytes 和 datetime 对象的散列值计算过程中多
了随机的“加盐”这一步。所加盐值是 Python 进程内的一个常量，但是每次启动
Python 解释器都会生成一个不同的盐值。随机盐值的加入是为了防止 DOS 攻击
而采取的一种安全措施。在 __hash__ 特殊方法的文档
（https://docs.python.org/3/reference/datamodel.html#object.__hash__) 里有相关的详
细信息。
了解对象散列值相关的基本概念之后，我们可以深入到散列表工作原理背后的算法
了。
. 散列表算法
为了获取 my_dict[search_key] 背后的值，Python 首先会调用 hash(search_key)来计算 search_key 的散列值，把这个值最低的几位数字当作偏移量，在散列表里查找表元（具体取几位，得看当前散列表的大小）。若找到的表元是空的，则抛出KeyError 异常。若不是空的，则表元里会有一对 found_key:found_value。这时候 Python 会检验 search_key == found_key 是否为真，如果它们相等的话，就会返回 found_value。如果 search_key 和 found_key 不匹配的话，这种情况称为散列冲突。发生这种情况是因为，散列表所做的其实是把随机的元素映射到只有几位的数字上，而散列表本身的索引又只依赖于这个数字的一部分。为了解决散列冲突，算法会在散列值中另外再取几位，然后用特殊的方法处理一下，把新得到的数字再当作索引来寻找表元。若这次找到的表元是空的，则同样抛出 KeyError；若非空，或者键匹配，则返回这个值；或者又发现了散列冲突，则重复以上的步骤。图 - 展示了这个算法的示意
图。图 -：从字典中取值的算法流程图；给定一个键，这个算法要么返回一个值，要么抛出 KeyError 异常添加新元素和更新现有键值的操作几乎跟上面一样。只不过对于前者，在发现空表元的时候会放入一个新元素；对于后者，在找到相对应的表元后，原表里的值对象会被替换成新值。
另外在插入新值时，Python 可能会按照散列表的拥挤程度来决定是否要重新分配内存为它扩容。如果增加了散列表的大小，那散列值所占的位数和用作索引的位数都会随之增加，这样做的目的是为了减少发生散列冲突的概率。表面上看，这个算法似乎很费事，而实际上就算 dict 里有数百万个元素，多数的搜索过程中并不会有冲突发生，平均下来每次搜索可能会有一到两次冲突。在正常情况下，就算是最不走运的键所遇到的冲突的次数用一只手也能数过来。了解 dict 的工作原理能让我们知道它的所长和所短，以及从它衍生而来的数据类型

详细解释

详细解释

由于字典使用了散列表，而散列表又必须是稀疏的，这导致它在空间上的效率低下。举例而言，如果你需要存放数量巨大的记录，那么放在由元组或是具名元组构成的列表中会是比较好的选择；最好不要根据 JSON 的风格，用由字典组成的列表来存放这些记录。用元组取代字典就能节省空间的原因有两个：其一是避免了散列表所耗费的空间，其二是无需把记录中字段的名字在每个元素里都存一遍。记住我们现在讨论的是空间优化。如果你手头有几百万个对象，而你的机器有几个GB 的内存，那么空间的优化工作可以等到真正需要的时候再开始计划，因为优化往往是可维护性的对立面。

解释：字典内存开销巨大(了解)

三、字典的操作

1.字典的创建

# 创建字典的几种方式：

# 方式1:
dic = dict((('one', 1),('two', 2),('three', 3)))
# dic = dict([('one', 1),('two', 2),('three', 3)])
print(dic)  # {'one': 1, 'two': 2, 'three': 3}

# 方式2:
dic = dict(one=1,two=2,three=3)
print(dic)  # {'one': 1, 'two': 2, 'three': 3}

# 方式3:
dic = dict({'one': 1, 'two': 2, 'three': 3})
print(dic)  # {'one': 1, 'two': 2, 'three': 3}

# 方式5: 后面会讲到先了解
dic = dict(zip(['one', 'two', 'three'],[1, 2, 3]))
print(dic)

# 方式6: 字典推导式 后面会讲到
# dic = { k: v for k,v in [('one', 1),('two', 2),('three', 3)]}
# print(dic)

# 方式7:利用fromkey后面会讲到。
# dic = dict.fromkeys('abcd','太白')
# print(dic)  # {'a': '太白', 'b': '太白', 'c': '太白', 'd': '太白'}

字典的创建

# 合法
dic = {123: 456, True: 999, "id": 1, "name": 'sylar', "age": 18, "stu": ['帅
哥', '美⼥'], (1, 2, 3): '麻花藤'}
print(dic[123])
print(dic[True])
print(dic['id'])
print(dic['stu'])
print(dic[(1, 2, 3)])

# 不合法
# dic = {[1, 2, 3]: '周杰伦'} # list是可变的. 不能作为key
# dic = {{1: 2}: "哈哈哈"} # dict是可变的. 不能作为key
dic = {{1, 2, 3}: '呵呵呵'} # set是可变的, 不能作为key

验证字典合法性

2.增

# 通过键值对直接增加
dic = {'name': '太白', 'age': 18}
dic['weight'] = 75 # 没有weight这个键，就增加键值对
print(dic) # {'name': '太白', 'age': 18, 'weight': 75}
dic['name'] = 'barry' # 有name这个键，就成了字典的改值
print(dic) # {'name': 'barry', 'age': 18, 'weight': 75}

# setdefault
dic = {'name': '太白', 'age': 18}
dic.setdefault('height',175) # 没有height此键，则添加
print(dic) # {'name': '太白', 'age': 18, 'height': 175}
dic.setdefault('name','barry') # 有此键则不变
print(dic) # {'name': '太白', 'age': 18, 'height': 175}
#它有返回值
dic = {'name': '太白', 'age': 18}
ret = dic.setdefault('name')
print(ret)  # 太白

字典的增

字典的增

3.删

# pop 通过key删除字典的键值对，有返回值，可设置返回值。
dic = {'name': '太白', 'age': 18}
# ret = dic.pop('name')
# print(ret,dic) # 太白 {'age': 18}
ret1 = dic.pop('n',None)
print(ret1,dic) # None {'name': '太白', 'age': 18}

#popitem 3.5版本之前，popitem为随机删除，3.6之后为删除最后一个，有返回值
dic = {'name': '太白', 'age': 18}
ret = dic.popitem()
print(ret,dic) # ('age', 18) {'name': '太白'}

#clear 清空字典
dic = {'name': '太白', 'age': 18}
dic.clear()
print(dic) # {}

# del
# 通过键删除键值对
dic = {'name': '太白', 'age': 18}
del dic['name']
print(dic) # {'age': 18}
#删除整个字典
del dic

字典的删

字典的删

4.改 update--有就覆盖，没有就添加。（cookie，session类每次不一样需更新的会用到）

# 通过键值对直接改
dic = {'name': '太白', 'age': 18}
dic['name'] = 'barry'
print(dic) # {'name': 'barry', 'age': 18}

# update
dic = {'name': '太白', 'age': 18}
dic.update(sex='男', height=175)
print(dic) # {'name': '太白', 'age': 18, 'sex': '男', 'height': 175}

dic = {'name': '太白', 'age': 18}
dic.update([(1, 'a'),(2, 'b'),(3, 'c'),(4, 'd')])
print(dic) # {'name': '太白', 'age': 18, 1: 'a', 2: 'b', 3: 'c', 4: 'd'}

dic1 = {"name":"jin","age":18,"sex":"male"}
dic2 = {"name":"alex","weight":75}
dic1.update(dic2)
print(dic1) # {'name': 'alex', 'age': 18, 'sex': 'male', 'weight': 75}
print(dic2) # {'name': 'alex', 'weight': 75} 

字典的改

字典的改

5.查

# 通过键查询
# 直接dic[key](没有此键会报错)
dic = {'name': '太白', 'age': 18}
print(dic['name']) # 太白

# get
dic = {'name': '太白', 'age': 18}
v = dic.get('name')
print(v) # '太白'
v = dic.get('name1')
print(v) # None
v = dic.get('name2','没有此键')
print(v) # 没有此键 

keys()
dic = {'name': '太白', 'age': 18}
print(dic.keys()) # dict_keys(['name', 'age']) 

values()
dic = {'name': '太白', 'age': 18}
print(dic.values()) # dict_values(['太白', 18])

items()
dic = {'name': '太白', 'age': 18}
print(dic.items()) # dict_items([('name', '太白'), ('age', 18)])

字典的查

字典的查

fromkeys

dic = dict.fromkeys('abcd','太白')
print(dic) # {'a': '太白', 'b': '太白', 'c': '太白', 'd': '太白'}

dic = dict.fromkeys([1, 2, 3],'太白')
print(dic) # {1: '太白', 2: '太白', 3: '太白'} 

key_list = dic.keys()
print(key_list)

结果:
dict_keys(['剑圣', '哈啥给', '大宝剑'])
# 一个高仿列表,存放的都是字典中的key

# 并且这个高仿的列表可以转化成列表
print(list(key_list))

# 它还可以循环打印

dic = {'剑圣':'易','哈啥给':'剑豪','大宝剑':'盖伦'}

for i in dic:
    print(i)

value_list = dic.values()
print(value_list)

结果:
dict_values(['易', '剑豪', '盖伦'])
#一个高仿列表,存放都是字典中的value
# 并且这个高仿的列表可以转化成列表
print(list(value_list))

# 它还可以循环打印
for i in dic.values():
    print(i)

key_value_list = dic.items()
print(key_value_list)
结果:
dict_items([('剑圣', '易'), ('哈啥给', '剑豪'), ('大宝剑', '盖伦')])

# 一个高仿列表,存放是多个元祖,元祖中第一个是字典中的键,第二个是字典中的值　　

# 并且这个高仿的列表可以转化成列表
print(list(key_value_list ))

# 它还可以循环打印
dic = {'剑圣':'易','哈啥给':'剑豪','大宝剑':'盖伦'}
for i in dic.items():
    print(i)
结果：
('剑圣', '易')
('哈啥给', '剑豪')
('大宝剑', '盖伦')

其他操作

补充一个知识点：分别赋值，也叫拆包

a,b = 1,2
print(a,b)
结果:
2

a,b = ('你好','世界')  # 这个用专业名词就叫做元组的拆包
print(a,b)
结果:
你好 世界

a,b = ['你好','大飞哥']
print(a,b)
结果:
你好 世界

a,b = {'汪峰':'北京北京','王菲':'天后'}
print(a,b)
结果:
汪峰 王菲

利用上面刚学的拆包的概念，我们循环字典时还可以这样获取字典的键，以及值：

for k,v in dic.items():
    print('这是键',k)
    print('这是值',v)

结果:
这是键 剑圣
这是值 易
这是键 哈啥给
这是值 剑豪
这是键 大宝剑
这是值 盖伦

三、字典的嵌套

字典的嵌套是非常重要的知识点，这个必须要建立在熟练使用字典的增删改查的基础上，而且字典的嵌套才是咱们在工作中经常会遇到的字典，工作中遇到的字典不是简简单单一层，而就像是葱头一样，一层接一层，但一般都是很有规律的嵌套，那么接下来我们就学习一下字典的嵌套：

现在有如下字典，完成一下需求：

dic = {
    'name':'汪峰',
    'age':48,
    'wife':[{'name':'国际章','age':38}],
    'children':{'girl_first':'小苹果','girl_second':'小怡','girl_three':'顶顶'}
}

1. 获取汪峰的名字。

2.获取这个字典：{'name':'国际章','age':38}。

3. 获取汪峰妻子的名字。

4. 获取汪峰的第三个孩子名字。

解题思路：

1.获取汪峰的名字。: 这个比较简单，汪峰就是dic的一个键对应的值，我们通过这个key就可以获取到汪峰这个值。

name = dic['name']
print(name)

2. 获取这个字典{'name':'国际章','age':38}: 想要获取这个字典，先要看字典从属于谁？这个字典从属于一个列表，而这个列表是字典wife对应的键，所以咱们应该先通过wife获取到对应的这个列表，然后通过这个列表按照所以取值取到对应的这个字典。

l1 = dic['wife']  # 先获取到这个列表
di = l1[0]  # 列表按照索引取值，这个字典是列表的第一个元素，所以通过索引获取到这个字典
print(di)

# 当然上面是分布获取的，我们还可以合并去写：
di = dic['wife'][0]
print(di)

3. 获取汪峰的妻子名字: 还是按照上一题的思路：想要获取汪峰妻子的名字：国际章，那么他是一个字典的键对应的值，所以我们通过'name'这个键就可以获取到对应的值，这个题的难点是获取到这个小字典，而上一个题我们已经获取了这个小字典，所以在上面的基础上再执行就可以了。

di = dic['wife'][0]  # 这个是上一次题获取的小字典的代码
wife_name= di['name']  # 通过小字典然后再通过键就能获取到对应的值
print(wife_name)

# 当然咱们可以简化：
wife_name = dic['wife'][0]['name]
print(wife_name)

4. 获取汪峰的第三个孩子名字: 汪峰的孩子们是在一个字典中的，你要想获取汪峰的第三个孩子，你应该先获取到它从属于的这个字典，然后再通过这个字典获取第三个孩子的名字。

dic2 = dic['children']  # 先获取这个字典
name = dic2['girl_three']  # 在通过这个字典获取第三个孩子的名字
print(name)

# 当然你可以简化：
name = dic['children']['girl_three']
print(name)

dic1 = {
 'name':['alex',2,3,5],
 'job':'teacher',
 'oldboy':{'alex':['python1','python2',100]}
 }
1，将name对应的列表追加⼀个元素’wusir’。
2，将name对应的列表中的alex⾸字⺟⼤写。
3，oldboy对应的字典加⼀个键值对’⽼男孩’,’linux’。
4，将oldboy对应的字典中的alex对应的列表中的python2删除

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