python编程基础——基本数据类型之字典

字典是另一种可变容器模型，且可存储任意类型对象。

定义

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 。其中键值是唯一的，不能重复。值格式如下所示：

#创建方法一 直接创建
>>> dic={'zhangsan':'S001','lisi':'S002','wangwu':'S003'}
>>> dic
{'zhangsan': 'S001', 'lisi': 'S002', 'wangwu': 'S003'}

#创建方法二 利用元祖/列表
>>> dic=(['zhangsan','S001'],['lisi','S002'])
>>> dict(dic)
{'zhangsan': 'S001', 'lisi': 'S002'}
#或者用这样的方法
>>> dic=dict(name='zhangsan',age=23)
>>> dic
{'name': 'zhangsan', 'age': 23}

#创建方法三 使用fromkeys
>>> help(dict.fromkeys)
Help on built-in function fromkeys:

fromkeys(iterable, value=None, /) method of builtins.type instance
    Create a new dictionary with keys from iterable and values set to value.
# 可以看到使用formkeys可以批量创建不同keys单值一样的字典，其中的迭代器可以是列表也以是元组。
>>> dic={}.fromkeys(('a','s','d'),1)
>>> dic
{'a': 1, 's': 1, 'd': 1}
>>> dic={}.fromkeys(['a','s','d'],1)
>>> dic
{'a': 1, 's': 1, 'd': 1}

操作

访问及修改

字典类型的对象是以键值对的形式存储数据的。所以，只要知道键，就能找到值。本质上就是一种映射关系。

{'a': 10, 's': 10, 'd': 10}
>>> dic['a']
10
>>> dic['a']=9
>>> dic
{'a': 9, 's': 10, 'd': 10}

长度len()

返回字典（d）中的键值对的数量。

>>> dic
{'a': 9, 's': 10, 'd': 10}
>>> len(dic)
3

查找及删除

key in d， 检查字典（d） 中是否含有键为key的项。

# 修改
>>> dic={'a': 9, 's': 10, 'd': 10}
>>> 'a' in dic
True

del d[key]， 删除字典（d） 的键（key） 项（将该键值对删除） 。

# 删除指定项
>>> del dic['a']
>>> dic
{'s': 10, 'd': 10}

# 删除整个字典
>>> del dic
>>> dic
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'dic' is not defined

字符串格式化输出

关于字符串格式化输出问题在字符串一章已经涉及过，这里主要探究通过字典实现格式化字符串对目的。

>>> print("c's value is %(c)s. a's value is %(a)s" %dic)
c's value is 7. a's value is 3

字典的函数

跟前面所讲述对其他对象类似，字典也有一些函数，通过这些函数我们能够实现对字典对操作。

copy和deepcopy

在python中，“ = ” 是一种引用的复制,这一点在数字那一张也有详细从内存上讨论过，这里我们再次回顾一下：

>>> a=2
>>> b=a
>>> id(a)
140707635106656
>>> id(b)
140707635106656

由于python中的变量都是采用的引用语义，数据结构可以包含基础数据类型，导致了在python中每个变量中都存储了这个变量的地址，而不是值本身。
同样如果如果仅仅是单纯对使用 “ = ” 来复制的话，就像在列表以及数字中提及的那样，复制过来的仅仅是抵制饮用而已。

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>>> dic={}.fromkeys(('asd','qwe'),1)
>>> copy_dic=dic
>>> id(dic)
1654004468616
>>> id(copy_dic)
1654004468616

这样做会有什么和后果呢？假如我们希望在复制的内容中做一些修改将结果输出，而原来对内容并不希望改变。由于使用对是地址引用，因此在改变copy_dic的时候，dic也变了。

>>> copy_dic['asd']=2
>>> dic
{'asd': 2, 'qwe': 1}

如何做到复制对是值而不是对象对引用呢？ 这时候copy()大喊一声：我来了！

>>> id(dic)
1654004468616
>>> copy_dic=dic.copy()
>>> id(copy_dic)
1654004466024
>>> dic
{'asd': 2, 'qwe': 1}
>>> copy_dic
{'asd': 2, 'qwe': 1}

我们惊奇的发现,通过copy()后，复制对是值而不是地址了。可是还有一个问题：

>>> dic={'name':'zhang','learn':['math','physics','PE']}
>>> copy_dic=dic.copy()
>>> copy_dic['learn'].remove('PE')
>>> copy_dic
{'name': 'zhang', 'learn': ['math', 'physics']}
>>> dic
{'name': 'zhang', 'learn': ['math', 'physics']}

诶？woc什么鬼，难道copy()的不对吗？让我来叫id()来查查看：

>>> id(dic)
1654004468400
>>> id(copy_dic)
1654004465808

是不是更加迷惑了，别急，让我们想想问题出在哪了，首先我们通过copy()复制过来的一定是值而不是地址，对于list来说它的值就是list对引用，即虽然两个字典不是同一个地址块，但两个字典中对列表对应的是同一个列表区域。

>>> id(dic['learn'])
1654004267976
>>> id(copy_dic['learn'])
1654004267976

怎么办呢？deepcopy()这时候过来了，老哥不行了呀，换我来吧：

>>> import copy
>>> dic={'name':'zhang','learn':['math','physics','PE']}
>>> copy_dic=copy.deepcopy(dic)
>>> copy_dic['learn'].remove('PE')
>>> dic
{'name': 'zhang', 'learn': ['math', 'physics', 'PE']}
>>> copy_dic
{'name': 'zhang', 'learn': ['math', 'physics']}

关于深浅拷贝还可以参见python——赋值与深浅拷贝

clear清除

简言之，clear()的作用就是将字典内容清空。我们先看一下clear的函数说明：

Help on method_descriptor:

clear(...)
    D.clear() -> None.  Remove all items from D.

让我们来看一下clear的运行结果，可以发现通过使用clear()主动将字典中的内容删除掉了，当然也可以直接用“dic={}”将dic的引用转向“{}”,原来的内容没有引用则变成了垃圾，python会主动回收。当然，如果不想用了也可以直接用del删掉。

>>> dic
{'name': 'zhang', 'learn': ['math', 'physics', 'PE']}
>>> dic.clear()
>>> dic
{}

get和setdefult

get()

先让我们看一下get()的函数说明：

>>> help(dict.get)
Help on method_descriptor:

get(self, key, default=None, /)
    Return the value for key if key is in the dictionary, else default.

可以看到如果key在字典中，则返回key的值，否则返回default。

>>> dic={'name':'zhang','learn':['math','physics','PE']}
>>> dic.get('name','null')
'zhang'
>>> dic.get('age','null')
'null'

dict.get()相对于dict[i]而言，没有那么严格。dict.get()可以对字典中没有存在的键返回初值或着不返回。但dict[i]则会直接报错。

setdefault()

先让我们看一下setdefult()的函数说明：

>>> help(dict.setdefault)
Help on method_descriptor:

setdefault(self, key, default=None, /)
    Insert key with a value of default if key is not in the dictionary.
    Return the value for key if key is in the dictionary, else default.

与get不同的是，如果key不在字典中，则插入值为default的key。如果key在字典中，则返回key的值，否则返回default。

>>> dic
{'name': 'zhang', 'learn': ['math', 'physics', 'PE']}
>>> dic.setdefault('name','null')
'zhang'
>>> dic.setdefault('age','null')
'null'
>>> dic
{'name': 'zhang', 'learn': ['math', 'physics', 'PE'], 'age': 'null'}
>>> dic.setdefault('sex')
>>> dic
{'name': 'zhang', 'learn': ['math', 'physics', 'PE'], 'age': 'null', 'sex': None}

items, keys, values

老规矩，先让我们看一下函数说明：

>>> help(dict.items)
Help on method_descriptor:

items(...)
   D.items() -> a set-like object providing a view on D's items
   # 一个类似于集合的对象，提供D的项目视图

我们可以使用dict.items()来遍历字典中的数据，当然如果我们直接使用list得到的是dict的键，通过dict.items()提供的视图我们可以将整个字典转化为list。

>>> dic=dict(name="wangwu",age=25)
>>> dic.items()
dict_items([('name', 'wangwu'), ('age', 25)])

>>> for i,j in dic.items():
...     print(i,":",j)

name : wangwu
age : 25

>>> list(dic)
['name', 'age']
>>> list(dic.items())
[('name', 'wangwu'), ('age', 25)]

相似的keys和values提供的则分别是键和值的视图。

>>> dic.keys()
dict_keys(['name', 'age'])
>>> dic.values()
dict_values(['wangwu', 25])

pop和popitem

在list中我们有提到过pop和remove，其中list.pop(i)是删除指定索引元素，而list.remove(x)则是删除指定元素。
字典中我们也有两个类似的删除方式pop和popitem，在pop中是指删除指定键和对应的值，返回值。在popitem中则是随机删除一组键值并返回（一般是随机加载出来字典的最后一个元素）。

>>> dic
{'name': 'wangwu', 'age': 25}
# pop
>>> dic.pop("name")
'wangwu'
#popitem
>>> dic.popitem()
('age', 25)

update

首先让我们先来看一下函数说明：

>>> help(dict.update)
Help on method_descriptor:

update(...)
    D.update([E, ]**F) -> None.  Update D from dict/iterable E and F.
    If E is present and has a .keys() method, then does:  for k in E: D[k] = E[k]
    #如果E存在且有.key()方法，则执行：for k in E: D[k] = E[k]
    If E is present and lacks a .keys() method, then does:  for k, v in E: D[k] = v
    #如果E存在且没有.key()方法，则执行：for k, v in E: D[k] = v
    In either case, this is followed by: for k in F:  D[k] = F[k]

可以看出首先这个函数是没有返回值的，它的作用就是更新字典。其参数是字典或者某种可以迭代的对象。

# 字典更新字典
>>> E=dict(name="wangwu")
>>> D=dict(sex=22)
# 方式一
>>> D.update(E)
>>> D
{'sex': 22, 'name': 'wangwu'}
# 方式二
>>> E=(["sex",20],["lang","python"])
>>> D.update(E)
>>> D
{'sex': 20, 'name': 'wangwu', 'lang': 'python'}
# 方式三
>>> D.update(name="zhangsan")
>>> D
{'sex': 20, 'name': 'zhangsan', 'lang': 'python'}