python3 第十四章 - 数据类型之Dictionary（字典）

在python中字典是另一种可变容器模型，且可存储任意类型对象。

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

d = {key1 : value1, key2 : value2 }

• 键必须是唯一的，但值则不必。
• 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。

Python内置了字典：dict的支持，dict全称dictionary，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。

举个例子，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}
print('Michael的成是：', d['Michael'])

以上代码，输出：

Michael的成是： 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。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。

1、访问字典里的值

把相应的键放入熟悉的方括弧，如下实例：

dict = {'Name': 'roy', 'Age': 1, 'Class': 'First'}

print("dict['Name']: ", dict['Name'])
print("dict['Age']: ", dict['Age'])

以上代码，输出：

dict['Name']:  roy
dict['Age']:  1

如果key不存在，dict就会报错：

dict = {'Name': 'roy', 'Age': 1, 'Class': 'First'}
print("dict['sex']: ", dict['sex'])

以上代码，输出：

Traceback (most recent call last):
  File "D:/python/teaching/01.py", line 2, in <module>
    print("dict['sex']: ", dict['sex'])
KeyError: 'sex'

要避免key不存在的错误，有两种办法，一是通过in判断key是否存在：

dict = {'Name': 'roy', 'Age': 1, 'Class': 'First'}

if 'sex' in dict:
    print("dict['sex']: ", dict['sex'])
else:
    print('没有找到key=sex的元素')

以上代码，输出：

没有找到key=sex的元素

二是通过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：

dict = {'Name': 'roy', 'Age': 1, 'Class': 'First'}

if dict.get('sex'):
    print("dict['sex']: ", dict['sex'])
else:
    print(dict.get('sex','没有找到key=sex的元素'))  # 自己指了一个value

以上代码，输出：

没有找到key=sex的元素

注意：返回None的时候Python的交互环境不显示结果。

2、修改字典

向字典添加新内容的方法是增加新的键/值对，修改或删除已有键/值对如下实例：

dict = {'Name': 'roy', 'Age': 1, 'Class': 'First'}
dict['Age'] = 100  # 更新 Age
dict['sex'] = '男'  # 添加 sex

print('dict[\'Age\'] ：', dict['Age'])
print('dict[\'sex\'] ：', dict['sex'])

以上代码，输出：

dict['Age'] ： 100
dict['sex'] ： 男

3、删除字典元素

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': 'roy', 'Age': 1, 'Class': 'First'}
dict['Age'] = 100  # 更新 Age
dict['sex'] = '男'  # 添加 sex

del dict['Age']  # 删除键 'Age'
print('dict ：', dict)

以上代码，输出：

dict ： {'Name': 'roy', 'Class': 'First', 'sex': '男'}

也可以用clear()清空字典：

dict = {'Name': 'roy', 'Age': 1, 'Class': 'First'}
dict.clear()  # 清空字典
print('dict ：', dict)

以上代码，输出：

dict ： {}

也可以删除整个字典：

dict = {'Name': 'roy', 'Age': 1, 'Class': 'First'}
del dict # 删除字典
print('dict ：', dict)

以上代码，输出：

dict ： <class 'dict'>

执行 del 操作后字典不再存在了

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

dict = {'Name': 'roy', 'Age': 1, 'Class': 'First'}
dict.pop('Name')  # 删除键 'Name'
print('dict ：', dict)

以上代码，输出：

dict ： {'Age': 1, 'Class': 'First'}

注意，dict内部存放的顺序和key放入的顺序是没有关系的。

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