万恶之源 - Python基础数据类型三

字典

　　字典的简单介绍

　　字典(dict)是python中唯⼀的⼀个映射类型.他是以{ }括起来的键值对组成.

　　在dict中key是 唯⼀的.在保存的时候, 根据key来计算出⼀个内存地址. 然后将key-value保存在这个地址中.

　　这种算法被称为hash算法, 所以, 切记, 在dict中存储的key-value中的key必须是可hash的, 如果你搞不懂什么是可哈希, 暂时可以这样记,

　　可以改变的都是不可哈希的, 那么可哈希就意味着不可变. 这个是为了能准确的计算内存地址⽽规定的.

　　已知的可哈希(不可变)的数据类型: int, str, tuple, bool 不可哈希(可变)的数据类型: list, dict, set

　　语法:{'key1':1,'key2':2}

　　注意: key必须是不可变(可哈希)的. value没有要求.可以保存任意类型的数据

# 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

注意:dict保存的数据不是按照我们添加进去的顺序保存的. 是按照hash表的顺序保存的. ⽽hash表 不是连续的. 所以不能进⾏切片⼯作. 它只能通过key来获取dict中的数据

字典操作:

增

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dic = {}

dic['name'] = '汪峰'
dic['age'] = 18
print(dic)

结果:
{'name': '汪峰', 'age': 18}

# 如果dict中没有出现这个key,就会将key-value组合添加到这个字典中

# 如果dict中没有出现过这个key-value. 可以通过setdefault设置默认值

s1 = dic.setdefault('王菲')
print(s1)
print(dic)
结果:
None    
# 返回的是添加进去的值
{'王菲': None}  
# 我们使用setdefault这个方法 里边放的这个内容是我们字典的健,这样我们添加出来的结果
就是值是一个None

dic.setdefault('王菲',歌手)    
# 这样就是不会进行添加操作了,因为王菲在dic这个字典中存在
# 总结: 当setdefault中第一个参数存在这个字典中就就不进行添加操作,否则就添加

dic1 = {}
s2 = dic1.setdefault('王菲','歌手')
print(s2)
print(dic1)
结果: 
歌手
{'王菲': '歌手'}

删

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

s = dic.pop('哈啥给')   # pop删除有返回值,返回的是被删的值
print(s)

print(dic)    # 打印删除后的字典

dic.popitem()  # 随机删除  python3.6是删除最后一个
print(dic)

dic.clear()  # 清空

改　　

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

dic['哈啥给'] = '剑姬'   # 当哈啥给是字典中的健这样写就是修改对应的值,如果不存在就是添加

print(dic)

dic.update({'key':'v','哈啥给':'剑姬'})

# 当update中的字典里没有dic中键值对就添加到dic字典中,如果有就修改里边的对应的值
print(dic)

查

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

s = dic['大宝剑']        #通过健来查看,如果这个健不在这个字典中.就会报错
print(s)

s1 = dic.get('剑圣')     #通过健来查看,如果这个健不在这个字典中.就会返回None
print(s1)

s2 = dic.get('剑姬','没有还查你是不是傻')  # 我们可以在get查找的时候自己定义返回的结果
print(s2)

练习

dic = {'k1': "v1", "k2": "v2", "k3": [11,22,33]}
请在字典中添加一个键值对，"k4": "v4"，输出添加后的字典
请在修改字典中 "k1" 对应的值为 "alex"，输出修改后的字典
请在k3对应的值中追加一个元素 44，输出修改后的字典
请在k3对应的值的第 1 个位置插入个元素 18，输出修改后的字典

其他操作

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

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

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　　

练习

循环打印字典的值

循环打印字典的键

循环打印元祖形式的键值对

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

for i in dic:
    print(i)

结果:
易
剑豪
盖伦

for i in dic.keys():
    print(i)

结果:
易
剑豪
盖伦

循环打印字典中的键

dic = {'剑圣':'易','哈啥给':'剑豪','大宝剑':'盖伦'}
for i in dic:
    print(dic[i])

结果:
易
剑豪
盖伦

  
for i in dic.values():   
    print(i) 

结果:
易
剑豪
盖伦

循环打印字典中的值

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')

循环打印元祖形式的键值对

解构

a,b = 1,2
print(a,b)
结果:
1 2

a,b = ('你好','世界')
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

循环字典获取键和值

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

字典的嵌套

dic = {
    'name':'汪峰',
    'age':48,
    'wife':[{'name':'国际章','age':38}],
    'children':['第一个熊孩子','第二个熊孩子']
}

获取汪峰的妻子名字

d1 = dic['wife'][0]['name']
print(d1)

获取汪峰的孩子们

d2 = dic['children']
print(d2)

获取汪峰的第一个孩子

d3 = dic['children'][0]
print(d3)

练习

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

小数据池

接下来我们学习下小数据池,在学小数据池之前我们来看下代码块

根据提示我们从官方文档找到了这样的说法：
A Python program is constructed from code blocks. A block is a piece of Python program text that is executed as a unit. The following are blocks: a module, a function body, and a class definition. Each command typed interactively is a block. A script file (a file given as standard input to the interpreter or specified as a command line argument to the interpreter) is a code block. A script command (a command specified on the interpreter command line with the ‘-c‘ option) is a code block. The string argument passed to the built-in functions eval() and exec() is a code block.
A code block is executed in an execution frame. A frame contains some administrative information (used for debugging) and determines where and how execution continues after the code block’s execution has completed.

上面的主要意思是：

Python程序是由代码块构造的。块是一个python程序的文本，他是作为一个单元执行的。

代码块：一个模块，一个函数，一个类，一个文件等都是一个代码块。

而作为交互方式输入的每个命令都是一个代码块。

什么叫交互方式？就是咱们在cmd中进入Python解释器里面，每一行代码都是一个代码块，例如：

而对于一个文件中的两个函数，也分别是两个不同的代码块：

OK，那么现在我们了解了代码块，我们就来看看小数据池和代码块有啥关系,

id is ==

在Python中，id是什么？id是内存地址，比如你利用id()内置函数去查询一个数据的内存地址：

name = 'meet'
s_id = id(name)   # 通过内置方法获取name变量对应的值在内存中的编号
print(s_id)       # 2055782908568 这就是name在内存中的编号

那么 is 是什么？ == 又是什么？

== 是比较的两边的数值是否相等，而 is 是比较的两边的内存地址是否相等。 如果内存地址相等，那么这两边其实是指向同一个内存地址。

可以说如果内存地址相同，那么值肯定相同，但是如果值相同，内存地址不一定相同,如图:

这就很神奇了,刚刚还不是一个内存地址呢,现在怎么又是一个内存地址了,其中神奇之处就是我们的小数据池

小数据池，也称为小整数缓存机制，或者称为驻留机制等等.  那么到底什么是小数据池？他有什么作用呢？

注意：小数据池，只针对，整数，字符串，bool值

官方对于整数，字符串的小数据池是这么说的:

对于整数，Python官方文档中这么说：
The current implementation keeps an array of integer objects for all integers between -5 and 256, when you create an int in that range you actually just get back a reference to the existing object. So it should be possible to change the value of 1. I suspect the behaviour of Python in this case is undefined.

对于字符串：
Incomputer science, string interning is a method of storing only onecopy of each distinct string value, which must be immutable. Interning strings makes some stringprocessing tasks more time- or space-efficient at the cost of requiring moretime when the string is created or interned. The distinct values are stored ina string intern pool. –引自维基百科

 在python中对-5到256之间的整数会被驻留在内存中. 将⼀定规则的字符串缓存. 在使⽤ 的时候, 内存中只会创建⼀个该数据的对象. 保存在⼩数据池中. 当使⽤的时候直接从⼩数据 池中获取对象的内存引⽤. ⽽不需要创建⼀个新的数据. 这样会节省更多的内存区域.

优点:

　　能够提⾼⼀些字符串, 整数的处理速度. 省略的创建对象的过程.

缺点:

　　在'池'中创建或者插入新的内容会花费更多的时间.

对于数字:

　　-5~256是会被加到⼩数据池中的. 每次使⽤都是同⼀个对象.

对于字符串:

　　1. 如果字符串的⻓度是0或者1, 都会默认进⾏缓存

　　2. 字符串⻓度⼤于1, 但是字符串中只包含字⺟, 数字, 下划线时才会缓存

　　3. ⽤乘法的到的字符串.

　　　　①. 乘数为1, 仅包含数字, 字⺟, 下划线时会被缓存. 如果 包含其他字符, ⽽⻓度<=1 也会被驻存

　　　　②. 乘数⼤于1 . 仅包含数字, 字⺟, 下划 线这个时候会被缓存. 但字符串⻓度不能⼤于20 4. 指定驻留. 我们可以通过sys模块中的intern()函数来指定要驻留的内容.

OK. 到⽬前为⽌. 我们已经了解了python的⼩数据池的⼀些基本情况了. 但是!!!!

还有最后⼀ 个问题. ⼩数据池和最开始的代码块有什么关系呢?

同样的⼀段代码在命令⾏窗⼝和在py⽂件中. 出现的效果是完全不⼀样的.　　

注意. 在py⽂件中.得到的结果是True, 但是在cmd中就不是了.

在代码块内的缓存机制是不⼀样的. 在执⾏同⼀个代码块的初始化对象的命令时, 会检 查是否其值是否已经存在, 如果存在, 会将其重⽤.

换句话说: 执⾏同⼀个代码块时, 遇到初始 化对象的命令时，他会将初始化的这个变量与值存储在⼀个字典中, 在遇到新的变量时, 会先 在字典中查询记录,

如果有同样的记录那么它会重复使⽤这个字典中的之前的这个值. 所以在 你给出的例⼦中, ⽂件执⾏时(同⼀个代码块) 会把a, b两个变量指向同⼀个对象.

如果是不同的代码块, 他就会看这个两个变量是否是满⾜⼩数据池的数据, 如果是满⾜ ⼩数据池的数据则会指向同⼀个地址.

所以: a, b的赋值语句分别被当作两个代码块执⾏, 但是他们不满⾜⼩数据池的数据所以会得到两个不同的对象, 因⽽is判断返回False

集合(set)

set集合是python的⼀个基本数据类型. ⼀般不是很常⽤. set中的元素是不重复的.⽆序的.⾥ ⾯的元素必须是可hash的(int, str, tuple,bool), 我们可以这样来记. set就是dict类型的数据但 是不保存value, 只保存key. set也⽤{}表⽰

注意: set集合中的元素必须是可hash的, 但是set本⾝是不可hash得.set是可变的.

set1 = {'1','alex',2,True,[1,2,3]} # 报错
set2 = {'1','alex',2,True,{1:2}} # 报错
set3 = {'1','alex',2,True,(1,2,[2,3,4])} # 报错

set中的元素是不重复的, 且⽆序的. 

s = {"周杰伦", "周杰伦", "周星星"}
print(s)
结果:
{'周星星', '周杰伦'}

使⽤这个特性.我们可以使⽤set来去掉重复

# 给list去重复
lst = [45, 5, "哈哈", 45, '哈哈', 50]
lst = list(set(lst)) # 把list转换成set, 然后再转换回list
print(lst)

set集合增删改查　　

增加

s = {"刘嘉玲", '关之琳', "王祖贤"}
s.add("郑裕玲")
print(s)
s.add("郑裕玲") # 重复的内容不会被添加到set集合中
print(s)
s = {"刘嘉玲", '关之琳', "王祖贤"}
s.update("麻花藤") # 迭代更新
print(s)
s.update(["张曼⽟", "李若彤","李若彤"])
print(s)

删除　　

s = {"刘嘉玲", '关之琳', "王祖贤","张曼⽟", "李若彤"}
item = s.pop() # 随机弹出⼀个.
print(s)
print(item)
s.remove("关之琳") # 直接删除元素
# s.remove("⻢⻁疼") # 不存在这个元素. 删除会报错
print(s)
s.clear() # 清空set集合.需要注意的是set集合如果是空的. 打印出来是set() 因为要和
dict区分的.
print(s) # set()

修改

# set集合中的数据没有索引. 也没有办法去定位⼀个元素. 所以没有办法进⾏直接修改.
# 我们可以采⽤先删除后添加的⽅式来完成修改操作
s = {"刘嘉玲", '关之琳', "王祖贤","张曼⽟", "李若彤"}
# 把刘嘉玲改成赵本⼭
s.remove("刘嘉玲")
s.add("赵本⼭")
print(s)

查询　　

# set是⼀个可迭代对象. 所以可以进⾏for循环
for el in s:
 print(el)

常⽤操作　　

s1 = {"刘能", "赵四", "⽪⻓⼭"}
s2 = {"刘科⻓", "冯乡⻓", "⽪⻓⼭"}
# 交集
# 两个集合中的共有元素
print(s1 & s2) # {'⽪⻓⼭'}
print(s1.intersection(s2)) # {'⽪⻓⼭'}
# 并集
print(s1 | s2) # {'刘科⻓', '冯乡⻓', '赵四', '⽪⻓⼭', '刘能'}
print(s1.union(s2)) # {'刘科⻓', '冯乡⻓', '赵四', '⽪⻓⼭', '刘能'}
# 差集
print(s1 - s2) # {'赵四', '刘能'} 得到第⼀个中单独存在的
print(s1.difference(s2)) # {'赵四', '刘能'}
# 反交集
print(s1 ^ s2) # 两个集合中单独存在的数据 {'冯乡⻓', '刘能', '刘科⻓', '赵四'}
print(s1.symmetric_difference(s2)) # {'冯乡⻓', '刘能', '刘科⻓', '赵四'}
s1 = {"刘能", "赵四"}
s2 = {"刘能", "赵四", "⽪⻓⼭"}
# ⼦集
print(s1 < s2) # set1是set2的⼦集吗? True
print(s1.issubset(s2))
# 超集
print(s1 > s2) # set1是set2的超集吗? False
print(s1.issuperset(s2))

set集合本⾝是可以发⽣改变的. 是不可hash的. 我们可以使⽤frozenset来保存数据. frozenset是不可变的. 也就是⼀个可哈希的数据类型

s = frozenset(["赵本⼭", "刘能", "⽪⻓⼭", "⻓跪"])
dic = {s:'123'} # 可以正常使⽤了
print(dic)

这个不是很常⽤. 了解⼀下就可以了