python實用教程第五章字典和集合課件

1、第五章 字典和集合本章將介紹一種通過名字引用值的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)類型稱為映射（mapping）。字典是Python中唯一內(nèi)建的映射類型，字典是另一種可變?nèi)萜髂Ｐ停纱鎯θ我忸愋蛯ο?。集合和字典類似，但集合沒有映射。Python快樂學(xué)習(xí)班的同學(xué)“參觀”學(xué)習(xí)完字符串主題園后，他們來到字典屋。在“序列號”大巴上時，導(dǎo)游給每位同學(xué)編了一個序號，在字典屋，Python快樂學(xué)習(xí)班的同學(xué)將通過序號找到同學(xué)的名稱，也將通過名稱找到序號?，F(xiàn)在讓我們陪同Python快樂學(xué)習(xí)班的同學(xué)一同進(jìn)入字典屋。第1頁，共36頁。5.1 認(rèn)識字典在Python中，字典是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的功能就如它的命名一樣，可以像漢語字

2、典一樣使用。字典這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的功能，就如這個名字一樣，可以像我們學(xué)習(xí)的時候使用漢語字典那樣來使用：在使用漢語字典時，我們即可以從頭到尾一頁一頁去查找某個字，也可以通過拼音索引或筆畫索引快速找到某個字，在漢語字典中找拼音索引和筆畫索引是很輕松簡單的。Python中對字典進(jìn)行了構(gòu)造，讓我們可以輕松查到某個特定的鍵（類似拼音或筆畫索引），從而通過鍵找到對應(yīng)的值（類似具體某個字）。第2頁，共36頁。假如需要創(chuàng)建一個可以存儲學(xué)生姓名和學(xué)號的小型數(shù)據(jù)庫，應(yīng)該怎么做呢？我們嘗試使用之前學(xué)習(xí)過的列表來實現(xiàn)，輸入如下： students=小萌,小智,小強(qiáng),小張,小李 numbers=000,001,002,00

3、3,004 index_num=students.index(小智) print(f小智在students中的索引下標(biāo)是：index_num)小智在students中的索引下標(biāo)是：1 xiaozhi_num=numbersindex_num print(f小智在numbers中的序號是：xiaozhi_num)小智在numbers中的序號是：001輸出結(jié)果是我們想要的，但是看這個編寫的代碼，當(dāng)數(shù)據(jù)量比較大時，顯然是不適用的。我們想要的真正效果應(yīng)該是像使用index方法一樣，index返回的是索引位置，我們希望的直接返回索引位置上的值，比如像這樣： print(小智的序號是：,numbers小智

4、)小智的學(xué)號是： 001第3頁，共36頁。5.2 字典的創(chuàng)建和使用字典的創(chuàng)建格式如下： d = key1 : value1, key2 : value2 字典由多個鍵及與其對應(yīng)的值構(gòu)成的對組成（把鍵/值對稱為項）。字典的每個鍵/值(key/value)對用冒號(:)分割，每個項之間用逗號(,)分割，整個字典包括在花括號()中?？兆值洌ú话ㄈ魏雾棧┯蓛蓚€大括號組成，如：。鍵必須是唯一的，但值則不必。值可以取任何數(shù)據(jù)類型，但鍵必須是不可變的，如字符串、數(shù)字或元組。簡單的字典示例： dict_define=小萌: 000, 小智: 001, 小強(qiáng): 002 dict_define小萌: 000,

5、小智: 001, 小強(qiáng): 002第4頁，共36頁。5.2.1 dict()函數(shù)的定義與使用可以用dict函數(shù)，通過其他映射（比如其他字典）或者（鍵/值）這樣的序列對建立字典。看如下輸入： student=(name,小智),(number,001) student(name, 小智), (number, 001) type(student) student_info=dict(student) type(student_info) print(f學(xué)生信息：student_info)學(xué)生信息：name: 小智, number: 001第5頁，共36頁。 student_name=student_

6、infoname print(f學(xué)生姓名：student_name)學(xué)生姓名：小智 student_num=student_infonumber #從字典中輕松獲取學(xué)生序號 print(f學(xué)生序號：student_num)學(xué)生學(xué)號：001dict函數(shù)可以通過關(guān)鍵字參數(shù)的形式創(chuàng)建字典，操作示例如下： student_info=dict(name=小智,number=001) print(f學(xué)生信息：student_info)學(xué)生信息：name: 小智, number: 001通過關(guān)鍵字創(chuàng)建字典是dict()函數(shù)非常有用的一個功能，應(yīng)用非常便捷，在實際項目應(yīng)用中，可以多加使用。第6頁，共36頁。5

7、.2.2 操作字典字典的基本操作在很多方面與序列（sequence）類似，也支持修改、刪除等操作。下面進(jìn)行具體的講解。1. 字典的修改字典的修改包括字典的更新和新增兩個操作。如下示例: student=小萌:000,小智:001,小強(qiáng):002 print(f更改前，student：student)更改前，student：小萌: 000, 小智: 001, 小強(qiáng): 002 xiaoqiang_num=student小強(qiáng) print(f更改前，小強(qiáng)的序號是：xiaoqiang_num)更改前，小強(qiáng)的序號是：002 student小強(qiáng)=005 #更新小強(qiáng)的序號為005 xiaoqiang_num=s

8、tudent小強(qiáng) print(f更改后，小強(qiáng)的序號是：xiaoqiang_num)更改后，小強(qiáng)的序號是：005第7頁，共36頁。2.字典元素的刪除此處的刪除指的是顯式刪除，顯式刪除一個字典用del命令，如下示例： student=小強(qiáng): 002, 小萌: 000, 小智: 001, 小張: 003 print(f刪除前:student)刪除前:小強(qiáng): 002, 小萌: 000, 小智: 001, 小張: 003 del student小張 #刪除 鍵值為“小張”的鍵 print(f刪除后:student)刪除后:小強(qiáng): 002, 小萌: 000, 小智: 001除了刪除鍵，也可以刪除整個字典。

9、第8頁，共36頁。3. 字典的特性在Python中，字典中的值可以沒有限制地取任何值，既可以是標(biāo)準(zhǔn)對象，也可以是用戶定義的對象，但鍵不行。兩個重要的點(diǎn)需要記住：（1）在一個字典中，不允許同一個鍵出現(xiàn)兩次，即鍵不能相同。創(chuàng)建字典時如果同一個鍵被賦值兩次或以上，則最后一次的賦值會覆蓋前一次的賦值，輸入如下： student=小萌: 000, 小智: 001, 小萌: 002 #小萌賦兩次值，第一次000，第二次002 print(f學(xué)生信息：student)學(xué)生信息：小萌: 002, 小智: 001 #輸出結(jié)果中小萌的值為002示例中對鍵為小萌的元素做了兩次賦值操作，但輸出結(jié)果中只有一個鍵為小萌的

10、元素，并且對應(yīng)值為第二次的賦值。第9頁，共36頁。（2）字典中的鍵必須為不可變的，可以用數(shù)字、字符串或元組充當(dāng)，但不能用列表，輸入如下： student=(name,):小萌,number:000 print(f學(xué)生信息：student)學(xué)生信息：(name,): 小萌, number: 000 student=name:小萌,number:000Traceback (most recent call last): File , line 1, in student=name:小萌,number:000TypeError: unhashable type: list在字典中，可以使用元組做鍵，

11、因為元組是不可變的。但不能用列表做鍵，因為列表是可變的，使用列表做鍵，運(yùn)行時會提示類型錯誤。第10頁，共36頁。4.字典中使用len()函數(shù)len(dict)，該函數(shù)用于計算字典元素個數(shù)，即鍵的總數(shù)?？慈缦率纠?student=小萌: 000, 小智: 001, 小強(qiáng): 002,小張: 003, 小李: 004 print(f字典元素個數(shù)為：len(student)字典元素個數(shù)為：5 通過使用len()函數(shù)，得到字典student變量中的元素個數(shù)為5。第11頁，共36頁。5.字典中使用type()函數(shù)type(variable)，該函數(shù)返回輸入的變量類型，如果輸入變量是字典就返回字典類型?？?/p>

12、如下示例： student=小萌: 000, 小智: 001, 小強(qiáng): 002,小張: 003, 小李: 004 print(f字典的類型為：type(student)字典的類型為：第12頁，共36頁。5.2.3 字典和列表比較和list比較，dict有以下幾個特點(diǎn)：（1）查找和插入的速度極快，不會隨著key的增加而變慢；（2）需要占用大量的內(nèi)存，內(nèi)存浪費(fèi)多。List的特點(diǎn)是：（1）查找和插入的時間隨著元素的增加而增加；（2）占用空間小，浪費(fèi)內(nèi)存很少。dict使用的是用空間來換取時間。dict可以用在需要高速查找的很多地方，在Python代碼中幾乎無處不在，正確使用dict非常重要，需要牢記的

13、第一條就是dict的key必須是不可變對象。第13頁，共36頁。5.3 字典方法就像其他內(nèi)建類型一樣，字典也有方法。這些方法非常有用，但是可能不會像使用列表或者字符串那樣頻繁的使用。在學(xué)習(xí)本節(jié)時可以先簡單瀏覽本節(jié)內(nèi)容，了解一下有哪些方法可用，然后在需要的時候再回過頭來查看特定方法的具體用法。第14頁，共36頁。5.3.1 get()方法get()方法返回指定鍵的值，如果值不在字典中返回默認(rèn)值。get()方法的語法：dict.get(key, default=None)dict代表的是指定字典，key代表字典中要查找的鍵，default代表如果指定鍵的值不存在時，返回該默認(rèn)值。返回指定鍵的值，如

14、果值不在字典中返回默認(rèn)值 None。示例如下： student=小萌: 000, 小智: 001 print (f小萌的學(xué)號為: num)小萌的學(xué)號為: 000get()方法使用起來比較簡單。在實際項目應(yīng)用中，get()方法使用非常多，在使用字典時，get()方法的使用幾乎是不可避免的。第15頁，共36頁。5.3.2 keys()方法keys()方法以列表返回一個字典所有的鍵。keys()方法的語法：dict.keys()此語法中dict代表的是指定字典，該方法不需要參數(shù)。返回一個字典所有的鍵。示例如下： student=小萌: 000, 小智: 001 all_keys=student.ke

15、ys() print(f字典student所有鍵為：all_keys)字典student所有鍵為：dict_keys(小萌, 小智) print(f字典student所有鍵為：list(all_keys) #keys()得到元組數(shù)組，轉(zhuǎn)成list，便于觀看字典student所有鍵為：小萌, 小智在實際項目應(yīng)用中，keys()方法的使用也非常多，經(jīng)常會遇到需要將字典中的鍵轉(zhuǎn)化為列表做操作的應(yīng)用。第16頁，共36頁。5.3.3 values()方法values()方法以列表形式返回字典中的所有值。values()方法的語法：dict.values()dict代表指定字典，values()方法不需要

16、參數(shù)。返回結(jié)果為字典中的所有值，所有值存放于一個列表中，與鍵的返回不同，值的返回結(jié)果中可以包含重復(fù)的元素。示例如下： student=小萌: 000, 小智: 1002,小李:002 all_values=student.values() print(fstudent字典所有值為：all_values)student字典所有值為：dict_values(000, 1002, 002) print(fstudent字典所有值為：list(all_values) #values()得到元組數(shù)組，轉(zhuǎn)成list，便于觀看student字典所有值為：000, 1002, 002在實際項目應(yīng)用中，valu

17、es()方法的使用也非常多，經(jīng)常會遇到需要將字典中的值轉(zhuǎn)化為列表做操作的應(yīng)用，并且一般會和keys()方法一起使用。第17頁，共36頁。5.3.4 key in dict方法Python字典in操作符用于判斷鍵是否存在于字典中。該方法的語法：key in dict此語法中dict代表的是指定字典，key代表要在字典中查找的鍵。如果鍵在字典里返回true，否則返回false。示例如下： student=小萌: 000, 小智: 001 xm_in_stu=小萌 in student print(f小萌在student字典中：xm_in_stu)小萌在student字典中：True xq_in_s

18、tu=小強(qiáng) in student print(f小強(qiáng)在student字典中：xq_in_stu)小強(qiáng)在student字典中：False在實際項目應(yīng)用中，key in dict方法應(yīng)用也比較多，一般多用于判斷某個鍵是否在字典中，以此來判定下一步的執(zhí)行計劃。第18頁，共36頁。5.3.5 update()方法update()方法用于把一個字典A的鍵值對更新到另一個字典B里。update()方法的語法：dict.update(dict2)此語法中dict代表的是指定字典，dict2代表添加到指定字典dict里的字典。該方法沒有任何返回值。示例如下： student=小萌: 000, 小智: 001

19、student2=小李:003 print(f原student字典為：student)原student字典為：小萌: 000, 小智: 001 student.update(student2) print(f新student字典為：student)新student字典為：小萌: 000, 小智: 001, 小李: 003在實際項目應(yīng)用中，update()方法的使用不是很多，一般用于將兩個字典合并。第19頁，共36頁。5.3.6 clear()方法clear()方法用于刪除字典內(nèi)的所有元素。clear()方法的語法：dict.clear()此語法中，dict代表指定字典，該方法不需要參數(shù)。該函數(shù)

20、是一個原地操作函數(shù)，沒有任何返回值（返回值為None）。示例如下： student=小萌: 000, 小智: 001, 小強(qiáng): 002,小張: 003 print(f字典元素個數(shù)為：len(student)字典元素個數(shù)為：4 student.clear() print(f字典刪除后元素個數(shù)為：len(student)字典刪除后元素個數(shù)為：0 在實際項目應(yīng)用中，clear()方法的使用不是很多，一般在大批量遍歷時，會使用clear()方法清空一個字典，便于下一次遍歷使用。第20頁，共36頁。5.3.7 copy()方法copy()方法用于返回一個具有相同鍵值對的新字典。copy()方法的語法：d

21、ict.copy()此語法中，dict代表指定字典，該方法不需要參數(shù)。該方法的返回結(jié)果為一個字典的淺復(fù)制（shallow copy）。示例如下： student=小萌: 000, 小智: 001, 小強(qiáng): 002,小張: 003 st=student.copy() print(f復(fù)制student后得到的st為：st)復(fù)制student后得到的st為：小萌: 000, 小智: 001, 小強(qiáng): 002, 小張: 003使用copy()方法可以將一個字典變量復(fù)制給另一個變量。第21頁，共36頁。通過下面的示例介紹什么是淺復(fù)制。 student=小智: 001, info:小張,003,man s

22、t=student.copy() st小智=1005 print(f更改copy后的st為：st)更改copy后的st為：小智: 1005, info: 小張, 003, man print(f原字符串為：student)原字符串為：小智: 001, info: 小張, 003, man stinfo.remove(man) print(f變量st中刪除man后，st變?yōu)椋簊t)變量st中刪除man后，st變?yōu)椋盒≈? 1005, info: 小張, 003 print(f刪除后student為：student)刪除后student為：小智: 001, info: 小張, 003在實際項目應(yīng)用

23、中，copy()方法的使用不多。當(dāng)然，在用到copy()可以實現(xiàn)的功能時，要毫不猶豫地使用copy()方法。第22頁，共36頁。5.3.8 fromkeys()方法fromkeys()方法用于創(chuàng)建一個新字典。fromkeys()方法的語法：dict.fromkeys(seq, value)dict代表指定字典，seq代表字典鍵值列表，value代表可選參數(shù)，設(shè)置鍵序列（seq）的值。該方法的返回結(jié)果為列表。示例如下： seq=(name, age, sex) info=dict.fromkeys(seq) print (f新的字典為:info)新的字典為:name: None, age: No

24、ne, sex: None info=dict.fromkeys(seq, 10) print(f新的字典為:info)新的字典為:name: 10, age: 10, sex: 10在實際項目應(yīng)用中，fromkeys()方法的使用不多，更多地用于初始化一個新字典。第23頁，共36頁。5.3.9 items()方法items()方法以列表返回可遍歷的(鍵, 值) 元組數(shù)組。items()方法的語法：dict.items()dict代表指定字典，該方法不需要參數(shù)。返回結(jié)果為可遍歷的（鍵/值）元組數(shù)組。示例如下： student=小萌: 000, 小智: 001 print(f調(diào)用items方法的

25、結(jié)果：student.items()調(diào)用items方法的結(jié)果：dict_items(小萌, 000), (小智, 001)在Python 2.x中提供了一個iteritems()方法，iteritems()方法和items()方法的作用大致相同，但是iteritems()方法返回的是一個迭代器對象，而不是列表。在Python 3.x中沒有iteritems()方法。在實際項目應(yīng)用中，items()方法使用得不多。第24頁，共36頁。5.3.10 setdefault()方法setdefault()方法和get()方法類似，用于獲得與給定鍵相關(guān)聯(lián)的值。setdefault()方法的語法：dict

26、.setdefault(key, default=None)dict代表指定字典，key代表查找的鍵值，default代表鍵不存在時設(shè)置的默認(rèn)鍵值。setdefault()方法返回key在字典中對應(yīng)的值，如果鍵不存在于字典中，就會添加鍵并將值設(shè)為默認(rèn)值，然后返回新設(shè)置的默認(rèn)值。示例如下： student=小萌: 000, 小智: 001 xq=student.setdefault(小強(qiáng)) print(f小強(qiáng)的鍵值為：xq_default)小強(qiáng)的鍵值為：None xz=student.setdefault(小智) print(f小智的鍵值為：xz)小智的鍵值為：001 print(fstuden

27、t字典新值為：student)student字典新值為：小萌: 000, 小智: 001, 小強(qiáng): None在實際項目應(yīng)用中，setdefault()方法的使用不多。第25頁，共36頁。5.4 集合前面介紹了Python中的字典，Python中的字典是對數(shù)學(xué)中映射概念支持的直接體現(xiàn)。接下來將講解一個和字典非常相似的對象：集合。示例如下： student= print(fstudent對象的類型為:type(student)student對象的類型為: number=1,2,3 print(fnumber對象的類型為:type(number)number對象的類型為:這里出現(xiàn)了一個新的類型set

28、。第26頁，共36頁。在Python中，用花括號括起一些元素，元素之間直接用逗號分隔，這就是集合。集合在Python中的特性可以概括為兩個字：唯一。示例如下： numbers=1,2,3,4,5,3,2,1,6 numbers1, 2, 3, 4, 5, 6set集合中輸出的結(jié)果自動將重復(fù)數(shù)據(jù)清除了。集合是無序的，不能通過索引下標(biāo)的方式從集合中取得某個元素。例如： numbers=1,2,3,4,5 numbers2Traceback (most recent call last): File , line 1, in numbers2TypeError: set object does no

29、t support indexing第27頁，共36頁。5.4.1 創(chuàng)建集合創(chuàng)建集合有兩種方法：一種是直接把元素用花括號（）括起來，花括號中的元素之間用英文模式下的逗號（,）分隔；另一種是用set(obj)方法定義，obj為一個元素、一個列表或元組。例如： numbers=1,2,3,4,5 print(fnumbers變量的類型為:type(numbers)numbers變量的類型為: numbers1, 2, 3, 4, 5 name=set(abc) #一個元素，仔細(xì)觀察輸出結(jié)果 namea, b, c print(fname變量的類型為:type(name)name變量的類型為:第28頁，共36頁。5.4.2