python程序設(shè)計(jì) 課件 第5章 字典與集合

第5章字典與集合Python程序設(shè)計(jì)第5章字典與集合Python提供了豐富的序列類型、內(nèi)置函數(shù)、方法以及語法支持等，讓我們能夠輕松運(yùn)用序列形式的容器（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）對(duì)象。但數(shù)據(jù)并非只有順序的形式，也有“映射”形式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，即“字典”，其內(nèi)含元素都是所謂的“鍵值配對(duì)”，從鍵映射到值。第5章字典與集合此外，集合也是常見的數(shù)據(jù)類型，具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)定義，可用來存放東西（對(duì)象），但只能放進(jìn)去一次，也就是記錄某東西“在不在”里面。集合既非序列、也非映射，自有其一套機(jī)制，且與字典相關(guān)。有了列表與字典，幾乎就可組合出絕大部分所需的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。當(dāng)談到某種數(shù)據(jù)類型時(shí)，不外乎學(xué)習(xí)如何建立、存與?。▽懪c讀）、搜尋、排序、分類、過濾等等操作動(dòng)作。關(guān)于雜湊1字典與集合的訪問接口4字典結(jié)構(gòu)2集合類型3目錄5.1

關(guān)于雜湊5.1

關(guān)于雜湊雜湊（Hashing）是計(jì)算機(jī)科學(xué)中一種對(duì)數(shù)據(jù)的處理方法，通過某種特定的函數(shù)/算法（稱為雜湊函數(shù)/算法），將要檢索的項(xiàng)與用來檢索的索引（稱為雜湊，或者雜湊值）關(guān)聯(lián)起來，生成一種便于搜索的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（稱為雜湊表，散列）。它也常被用作一種信息安全的實(shí)施方法，由一串?dāng)?shù)據(jù)中經(jīng)過雜湊算法計(jì)算出來的數(shù)據(jù)指紋，經(jīng)常用來識(shí)別文檔與數(shù)據(jù)是否有被篡改。5.1

關(guān)于雜湊常見的雜湊演算法有MD5、SHA-1、SHA-256等等，可用來求得數(shù)據(jù)的數(shù)字指紋，其應(yīng)用相當(dāng)廣泛，例如網(wǎng)站若提供大型文件，可一并附上該文件的雜湊值，下載后便能以雜湊值檢查文件是否完整無缺。P2P（peer-to-peer）對(duì)等網(wǎng)絡(luò)文件分享，諸如BitTorrent、eMule、BitComet，也會(huì)使用雜湊技術(shù)，借以檢驗(yàn)下載的文件片段是否正確。雜湊因具有不可逆的性質(zhì)，無法從雜湊值逆向推算原先的數(shù)據(jù)，所以也用于密碼加密，當(dāng)要存儲(chǔ)密碼時(shí)，并非直接存儲(chǔ)，而是存儲(chǔ)密碼的雜湊值，即便被偷了，也無法破解得知密碼。5.1

關(guān)于雜湊字典（dict）類型含有鍵值配對(duì)，只要是可雜湊的對(duì)象（不可變對(duì)象都可雜湊）都能作為鍵，所以不像列表受限于從0起跳的連續(xù)整數(shù)索引值，字典可使用不連續(xù)的大數(shù)字作為鍵，例如學(xué)生的學(xué)號(hào)，也可使用字符串作為鍵，例如汽車的車牌、日期時(shí)間、人物姓名、水果名等等；集合類型則是儲(chǔ)存某些東西的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，同樣的，可雜湊的對(duì)象方能成為集合的元素。字典類型在其他程序語言里可能稱為關(guān)聯(lián)式陣列、雜湊表、映射等，概念相同但細(xì)節(jié)不同。字典的創(chuàng)建字典的鍵與值字典生成式全局與局部字典應(yīng)用實(shí)例5.2字典結(jié)構(gòu)5.2

字典結(jié)構(gòu)與列表（list）是存儲(chǔ)一個(gè)個(gè)的對(duì)象，并以索引值（從0起跳的整數(shù)）存取不同，字典是存儲(chǔ)鍵值配對(duì)，透過鍵來存取相對(duì)應(yīng)的值。建立字典時(shí)可使用大括號(hào)“{}”，里面放進(jìn)以逗號(hào)隔開的鍵值配對(duì)，鍵與值則以冒號(hào)“:”隔開，存取時(shí)仍使用方括號(hào)“[]”，在方括號(hào)內(nèi)放入鍵，便可存取相關(guān)聯(lián)的值。>>>d={} #建立空字典對(duì)象>>>d={'name':'Amy','age':27} #以大括號(hào)語法建立dict對(duì)象>>>d #字典不具順序性{'age':27,'name':'Amy'}>>>d['name'] #以方括號(hào)存取，類似于list'Amy'>>>d['age']=29 #dict是可變對(duì)象，可指派新值>>>d['score']=77 #但若是首次指派不存在的鍵，>>>d #便會(huì)建立該鍵值配對(duì)的關(guān)系{'age':29,'name':'Amy','score':77}>>>d['ape'] #但若取用時(shí)字典無此鍵，會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤Traceback(mostrecentcalllast):File"<stdin>",line1,in<module>KeyError:'ape' #鍵錯(cuò)誤5.2

字典結(jié)構(gòu)5.2

字典結(jié)構(gòu)圖5-1示意了上述程序代碼里的字典對(duì)象d，看起來跟列表很像，但字典的鍵不限定于整數(shù)。

字典示意圖5.2.1字典的創(chuàng)建字典是一種映射形式的類型，從“鍵”映射到“值”，值可以是任何類型的對(duì)象，例如字符串、整數(shù)、列表或另一個(gè)字典，鍵則是不可變對(duì)象，例如字符串、整數(shù)、元組，最常使用的是字符串與整數(shù)。使用字符串的話，便能以容易記憶的字符串作為鍵，若鍵為整數(shù)的話，可使用任何范圍的整數(shù)，不像表的索引值必須從0開始計(jì)數(shù)。>>>d={'str':[0,1,2],(30,41,52):{'x':0,'y':1}}>>>d[(30,41,52)] #此鍵是個(gè)tuple，{'x':0,'y':1} #其值是個(gè)dict>>>d={1504301:'Amy',1504305:'Bob'}>>>d[1504301] #以學(xué)號(hào)（很大的整數(shù)）作為鍵'Amy'5.2.1字典的創(chuàng)建除了以大括號(hào)包起來的字面值形式，也能透過內(nèi)置函數(shù)dict（也是類型dict的構(gòu)造函數(shù)）來建立字典對(duì)象，其參數(shù)的形式非常多，非常方便。>>>d=dict(name='Amy',age=40,job='writer’)#以關(guān)鍵字參數(shù)指定鍵值配對(duì)>>>d #你看到的順序，不一定會(huì)和此處相同{'age':40,'job':'writer','name':'Amy'}>>>keys=['name','age','job'] #含有鍵的列表對(duì)象>>>values=['Amy',40,'writer']#含有值的列表對(duì)象>>>d2=dict(zip(keys,values)) #透過內(nèi)置函數(shù)zip組合>>>d2 #雖內(nèi)容物與d相同，但順序不同{'job':'writer','age':40,'name':'Amy'}5.2.1字典的創(chuàng)建>>>d3=dict(d2,name='Amanda')#以d2為基礎(chǔ)，并以關(guān)鍵字參數(shù)>>>d3#指定鍵值配對(duì){'job':'writer','age':40,'name':'Amanda'}>>>d4=dict(zip(range(100,100+3),('Amy','Bob','Cathy')))>>>d4{100:'Amy',101:'Bob',102:'Cathy'}5.2.1字典的創(chuàng)建5.2.1字典的創(chuàng)建字典建立后，接下來便是各種支持字典的運(yùn)算符與方法。>>>d={'age':29,'name':'Amy','score':77}>>>len(d) #長(zhǎng)度，含有幾個(gè)鍵值配對(duì)3>>>'age'ind #測(cè)試字典有無此鍵True>>>deld['name'] #刪除此鍵（以及相對(duì)應(yīng)的鍵值配對(duì)關(guān)系）>>>'name'indFalse>>>d['name'] #以[]形式取用，若無該鍵會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤Traceback(mostrecentcalllast):File"<stdin>",line1,in<module>KeyError:'name'>>>d.get('name')#以方法get取用，若無該鍵會(huì)返回None>>>d.get('name','Amy')#若無該鍵就返回指定的缺省值，'Amy'#注意，字典內(nèi)仍無該鍵>>>d['name']='Amy'#以[]形式指派鍵值配對(duì)>>>d.setdefault('job')#以方法setdefault指派，若無該鍵，>>>d #缺省會(huì)指派為None{'job':None,'age':29,'score':77,'name':'Amy'}5.2.1字典的創(chuàng)建>>>d.setdefault('city','London') #加入此鍵值配對(duì)>>>d.setdefault('city') #已有此鍵，返回相對(duì)應(yīng)的值'London'5.2.1字典的創(chuàng)建5.2.1字典的創(chuàng)建雖然字典是一種映射形式的類型，但提供了各種方法，能把鍵、值，甚至是鍵值配對(duì)以符合序列類型的對(duì)象返回，那么，我們就能用“迭代”方法逐一處理。d={'a':1,'b':2,'c':3} #類型dictforkeyind: #放在for/in循環(huán)里，會(huì)提供鍵的可迭代項(xiàng)

print(key)forkeyind.keys(): #方法keys()，提供鍵的可迭代項(xiàng)

print(key)forvalueind.values(): #方法values()，提供值的可迭代項(xiàng)

print(value)fork,vind.items(): #方法items()，提供鍵值配對(duì)的可迭代項(xiàng)

print(k,v)5.2.1字典的創(chuàng)建再強(qiáng)調(diào)一次，字典類型的鍵值配對(duì)并無順序，就算是同樣的程序代碼，如果放到不同版本的Python來執(zhí)行、放到另一臺(tái)電腦上執(zhí)行，其結(jié)果所顯示的順序不一定相同，甚至每次執(zhí)行的結(jié)果都不同；換句話說，字典只提供鍵映射到值這樣的關(guān)系而已，并不保證順序性。字典類型的操作列于表7-1。5.2.1字典的創(chuàng)建表5-1字典操作5.2.2字典的鍵與值只要符合抽象類型Hashable（可散列）的對(duì)象，就能作為字典的鍵，最常用的是類型str（字符串）與int（整數(shù)）；可變類型如list、set、dict，都無法作為鍵。注意到整數(shù)1與浮點(diǎn)數(shù)1.0的雜湊值相同，但因?yàn)轭愋?oat無法精確地表示大部分的浮點(diǎn)數(shù)，并不適合拿來作為字典的鍵，實(shí)際中也很少有人使用。>>>fromdecimalimportDecimal>>>fromfractionsimportFraction>>>d={1:111,'a':2,Decimal('3.14'):'pi',Fraction(1,3):1.3}>>>d{'a':2,1:111,Decimal('3.14'):'pi',Fraction(1,3):1.3}>>>hash(1.0),hash(1)(1,1) #雜湊值相同，>>>d[1.0],d[1] #所以會(huì)得到相同的對(duì)應(yīng)值(111,111)5.2.2字典的鍵與值5.2.2字典的鍵與值若鍵是字符串，也能使用構(gòu)造函數(shù)dict來建立字典對(duì)象，但因?yàn)樾枰詤?shù)的形式傳入，所以該鍵（字符串）必須符合Python的識(shí)別字規(guī)則，例如字符串'123abc'就無法以此形式建立。>>>dict(foo=1,bar=2,abc123=3)#以關(guān)鍵字參數(shù)傳入鍵與值{'foo':1,'bar':2,'abc123':3}>>>dict(foo=1,bar=2,123abc=3)#123abc不符合識(shí)別字規(guī)則

File"<stdin>",line1dict(foo=1,bar=2,123abc=3)^SyntaxError:invalidsyntax>>>d={'foo':1,'bar':2,'123abc':3} #以這種形式就沒問題了{(lán)'foo':1,'bar':2,'123abc':3}>>>d2=dict(d,foo=555,abc=999) #以先前的字典d為基礎(chǔ)，>>>d2#再以關(guān)鍵字參數(shù)新增或更新鍵值配對(duì){'foo':555,'abc':999,'bar':2,'123abc':3}>>>k=['foo','bar'];v=[101,102] #以zip合并兩個(gè)列表，>>>d3=dict(zip(k,v),abc=999) #便可作為鍵值配對(duì)的提供者>>>d3{'foo':101,'abc':999,'bar':102}5.2.2字典的鍵與值5.2.2字典的鍵與值另外也能以字典類型的方法fromkeys來建立列表，此方法不屬于某一個(gè)實(shí)體對(duì)象，所以稱為類型方法。其首個(gè)參數(shù)可以是序列對(duì)象（或可迭代項(xiàng)），提供鍵，后一個(gè)參數(shù)（選用性）則是缺省值，若不指定則會(huì)是None。>>>dict.fromkeys(['a','b','c']){'a':None,'b':None,'c':None}>>>dict.fromkeys(['a','b','c'],999){'a':999,'b':999,'c':999}>>>dict.fromkeys(range(5),0){0:0,1:0,2:0,3:0,4:0}5.2.3字典生成式用來建立字典對(duì)象的字典生成式與列表生成式非常類似，只是語法稍有不同，它使用大括號(hào)“{}”包起來，在for的左邊必須是“k:v”的形式，提供鍵值配對(duì)；同樣地，也能加上if進(jìn)行過濾。{表達(dá)式:表達(dá)式for名稱in可迭代項(xiàng)}{表達(dá)式:表達(dá)式for名稱in可迭代項(xiàng)if表達(dá)式}>>>{k:k**2forkinrange(5)} #鍵從0到4，值是平方{0:0,1:1,2:4,3:9,4:16}>>>dict([(k,k**2)forkinrange(5)]) #使用列表生成式與構(gòu)造函數(shù)dict，{0:0,1:1,2:4,3:9,4:16} #達(dá)到同樣的效果>>>d={'Amy':90,'Joe':45,'Kevin':33}>>>{k:vfork,vind.items()ifv<60}#僅拿出成績(jī)低于60的{'Joe':45,'Kevin':33}>>>li=['a','b','c']>>>{a:ifori,ainenumerate(li,start=101)}{'a':101,'b':102,'c':103} #為每個(gè)元素賦予某列舉值>>>dict(enumerate(li,start=1)) #呃，不一樣...{1:'a',2:'b',3:'c'}>>>dict(zip(li,range(101,101+len(li))))#弄出相同的字典了{(lán)'a':101,'b':102,'c':103}5.2.3字典生成式5.2.3字典生成式雖然某些字典生成式能以列表生成式與構(gòu)造函數(shù)dict改寫，但后者必須先建立列表對(duì)象，然后再傳入構(gòu)造函數(shù)dict，效能較為緩慢，從語法來看也較不簡(jiǎn)潔。5.2.4全局與局部Python會(huì)把“名稱”放在命名空間里，也就是把名稱與對(duì)象的綁定關(guān)系存儲(chǔ)在字典里。【程序?qū)嵗?-1】全局與局部命名空間。#symbol_table.pya=1b=2c=3deffoo(x,y):a='aaa'b='bbb'print(locals())print(globals())print('*'*10)foo(80,91)5.2.4全局與局部5.2.4全局與局部名稱a、b、c、foo被放在全局命名空間里。若調(diào)用函數(shù)foo，會(huì)進(jìn)入函數(shù)局部范圍，名稱x、y、a、b會(huì)被放在局部的命名空間里。以Python內(nèi)置函數(shù)globals取得含有全局名稱（與對(duì)象綁定關(guān)系）的字典，也稱為全局符號(hào)表，以locals取得含有局部名稱的字典（局部符號(hào)表）。上述程序代碼執(zhí)行后，會(huì)輸出如下的信息：{'a':1,'c':3,'b':2,'__builtins__':<module'builtins'(built-in)>,'__file__':'symbol_table.py','__package__':None,'__cached__':None,'__name__':'__main__','foo':<functionfooat0x7fe2d8ec>,'__doc__':None}**********{'a':'aaa','y':91,'b':'bbb','x':80}5.2.4全局與局部在全局字典里，你可看到名稱a、b、c、foo以及一些其他名稱，例如__?le__指向文件名的字符串，__name__則是目前所在模塊名，而__builtins__則指向內(nèi)置模塊，也因?yàn)橛兴?，Python才知道要去哪尋找內(nèi)置的函數(shù)、常數(shù)、異常。在局部字典里，可看到x、y、a、b，因字典不具順序性，所以并不會(huì)按照參數(shù)的順序、賦值語句的先后順序排列名稱。5.2.5字典應(yīng)用實(shí)例若需要根據(jù)某對(duì)象的內(nèi)容拿出相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)或執(zhí)行不同的程序代碼，往往會(huì)使用if/elif/elif.../else來實(shí)作，但可能太過冗長(zhǎng)；可以把東西先放進(jìn)字典，然后直接取用即可。x='apple'result=Noneifx=='apple': #以一連串的if/elif.../else來做判斷，

result=1elifx=='banana':result=2elifx=='grape': #該執(zhí)行哪部分的程序代碼

result=3else:result=-1####上述程序代碼可改寫為：####x='apple'd={'apple':1,'banana':2,'grape':3}result=d.get(x,-1)5.2.5字典應(yīng)用實(shí)例5.2.5字典應(yīng)用實(shí)例因?yàn)楹瘮?shù)也是對(duì)象，也可作為值放進(jìn)字典里，這樣一來便可根據(jù)鍵來執(zhí)行相對(duì)應(yīng)的程序碼，例如：deff0():pass #準(zhǔn)備一些函數(shù)deff1():passdeff2():pass #作為值放進(jìn)字典里d={'apple':f0,'banana':f1,'grape':f2}x='apple'ifxind: #若有該鍵，

d[x]() #便取出對(duì)應(yīng)的值（函數(shù)對(duì)象）并調(diào)用執(zhí)行若字典的值可雜湊，便可逆轉(zhuǎn)鍵值配對(duì)。不過若值重復(fù)的話，逆轉(zhuǎn)后將會(huì)只剩一個(gè)鍵值配對(duì)?！境绦?qū)嵗?-2】逆轉(zhuǎn)字典的鍵值配對(duì)。#dict_invert.py#學(xué)生姓名與成績(jī)d={'Amy':45,'Bob':50,'Cathy':62,'David':45,'Eason':63,'Fred':78,'George':72,'Helen':82,'Ivan':100,'Jason':98,'Kevin':0,'Laura':100}#逆轉(zhuǎn)鍵值配對(duì)d2={v:kfork,vind.items()}#逆轉(zhuǎn)后，鍵100、值可能會(huì)是'Laura'或'Ivan'，只剩一個(gè)5.2.5字典應(yīng)用實(shí)例5.2.5字典應(yīng)用實(shí)例因?yàn)樽值洳痪唔樞蛐?，若想要按照某種排序方式輸出或操作字典的話，可運(yùn)用內(nèi)置函數(shù)sorted來排序?？稍賯魅胍粋€(gè)名為key的參數(shù)，由它來指定根據(jù)什么來排序?！境绦?qū)嵗?-3】排序字典。#dict_sort.py#鍵是學(xué)生姓名，值是一個(gè)含有三項(xiàng)成績(jī)的tuple對(duì)象，假設(shè)成績(jī)依序是數(shù)學(xué)、歷史、英文d={'Amy':(45,60,33),'Bob':(50,62,78),'Cathy':(62,98,87),'David':(45,22,12),'Eason':(63,55,71),'Fred':(78,79,32)}forkinsorted(d.keys()): #根據(jù)鍵（姓名）排序

print(k,d[k])5.2.5字典應(yīng)用實(shí)例deffoo(item):returnitem[1][2] #根據(jù)英文成績(jī)來排序foriteminsorted(d.items(),key=foo):print(item)defbar(item):returnsum(item[1]) #根據(jù)總分來排序foriteminsorted(d.items(),key=bar):print(item)5.2.5字典應(yīng)用實(shí)例5.2.5字典應(yīng)用實(shí)例字符串格式化，包括運(yùn)算符“%”與字符串方法format，都可以運(yùn)用字典。集合的創(chuàng)建集合的元素集合的數(shù)學(xué)運(yùn)算集成生成式5.3集合類型5.3

集合類型接下來，我們來看看類型set（集合）。集合是一種不具順序性的容器類型，同一個(gè)對(duì)象只能放進(jìn)去一次。建立集合時(shí)，字面值語法是以大括號(hào)“{}”包住想要的一個(gè)個(gè)元素，或調(diào)用內(nèi)置函數(shù)set，傳入可迭代項(xiàng)（提供一個(gè)個(gè)元素）。元素可以是任何不可變對(duì)象，例如int、tuple、str。>>>x={1,2,3,4,5} #以大括號(hào)包住集合元素>>>x{1,2,3,4,5}>>>x2=set([1,'a',(3,4),5]) #內(nèi)置函數(shù)set，傳入含有元素的列表>>>x2{1,'a',(3,4),5}>>>x3=set(range(1,5+1)) #內(nèi)置函數(shù)set，傳入含有元素的可迭代項(xiàng)>>>x4={0,1,[2,3,4]} #list是可變對(duì)象，發(fā)生錯(cuò)誤Traceback(mostrecentcalllast):File"<stdin>",line1,in<module>TypeError:unhashabletype:'list'5.3

集合類型5.3

集合類型上述程序中，x2對(duì)象的示意如圖所示。與字典相同，集合內(nèi)的元素也不具有順序性，類型set僅代表某東西是否存在于該集合內(nèi)。

集合示意>>>x={};type(x) #{}會(huì)建立空字典，不是空集合<class'dict'>>>>x={1,2,3,4,5}>>>x[0] #集合不具順序性，不支持索引存取方式Traceback(mostrecentcalllast):File"<stdin>",line1,in<module>TypeError:'set'objectdoesnotsupportindexing>>>len(x) #長(zhǎng)度，集合內(nèi)元素的個(gè)數(shù)5>>>1inx #判斷某對(duì)象存不存在于集合內(nèi)True5.3

集合類型>>>x.add(6) #加入新元素>>>x.add(6) #加入已有的元素，無作用>>>x.remove(1) #移除某元素>>>x.remove(7) #若該元素不存在于集合內(nèi)，發(fā)生錯(cuò)誤Traceback(mostrecentcalllast):File"<stdin>",line1,in<module>KeyError:7>>>x.discard(7) #移除某元素，若不存在并不會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤>>>x{2,3,4,5,6}5.3

集合類型>>>x&{5,6,999} #“&”運(yùn)算符，交集（intersection）{5,6}>>>x|{5,6,999} #“|”運(yùn)算符，聯(lián)集（union）{2,3,4,5,6,999}>>>x-{5,6,999} #“-”運(yùn)算符，差集（difference）{2,3,4}>>>x^{5,6,999} #“^”運(yùn)算符，對(duì)稱差集（symmetricdifference）{2,3,4,999}5.3

集合類型5.3

集合類型當(dāng)想檢查兩個(gè)列表是否含有相同的元素，但不在乎順序與是否重復(fù)時(shí)，便可利用類型set，非常便利。>>>li0=[0,1,2];li1=[2,2,1,0,2,1]#不同的列表>>>set(li1) #傳入內(nèi)置函數(shù)set，得到不重復(fù)元素的集合{0,1,2}>>>set(li0)==set(li1) #以集合的眼光來看是相等的True5.3

集合類型集合類型是一種不具順序性的容器類型，其元素必須是可雜湊的對(duì)象，記錄某對(duì)象在不在集合里。因?yàn)椴痪唔樞蛐?，所以集合不支持索引與切片的存取方式。5.3.1集合的創(chuàng)建建立集合時(shí)，可使用被圓括號(hào)“()”包住、以逗號(hào)“,”隔開元素的字面值形式，或是使用類型set的構(gòu)造函數(shù)。調(diào)用構(gòu)造函數(shù)set時(shí)，參數(shù)是個(gè)可迭代項(xiàng)，負(fù)責(zé)提供一個(gè)個(gè)的元素，元素必須可雜湊。>>>empty_dict={} #這是空字典>>>empty_set=set() #這才是空集合>>>{'a','b','c'} #含有三個(gè)元素的集合{'c','b','a'} #集合不具順序性>>>{(0,1,2),3,3.14} #元素可以是任何不可變對(duì)象{(0,1,2),3.14,3}>>>set('abc') #使用構(gòu)造函數(shù)set，傳入序列對(duì)象{'c','b','a'}>>>set([30,41,52]) #傳入列表{41,52,30}5.3.1集合的創(chuàng)建>>>set(range(5)) #傳入可迭代項(xiàng){0,1,2,3,4}>>>s0=set(range(5))>>>set(s0) #傳入另一個(gè)集合對(duì)象{0,1,2,3,4}>>>len(s0) #長(zhǎng)度5>>>1ins0 #判斷里面是否含有某元素True5.3.1集合的創(chuàng)建5.3.2集合的元素集合建立后，因?yàn)槭强勺儗?duì)象，可使用集合專屬的方法原地修改其元素。>>>s={0,1,2,3,4,5}>>>s.add(6) #加入int對(duì)象6>>>s.add(3) #加入已有的元素，無作用>>>s.remove(0) #移除0>>>s{1,2,3,4,5,6}>>>s.remove(999) #若想移除的元素不存在，引發(fā)異常Traceback(mostrecentcalllast):File"<stdin>",line1,in<module>KeyError:9995.3.2集合的元素>>>s.discard(999) #使用discard的話，元素不存在不會(huì)引發(fā)異常>>>s.pop() #隨機(jī)移除某元素、返回該元素2>>>s{3,4,5,6}>>>s1=s.copy() #淺復(fù)制>>>s.clear() #清空集合>>>s.pop() #若集合為空，pop會(huì)引發(fā)異常Traceback(mostrecentcalllast):File"<stdin>",line1,in<module>KeyError:'popfromanemptyset'5.3.2集合的元素5.3.3集合的數(shù)學(xué)運(yùn)算集合有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)定義，Python也以運(yùn)算符和方法支持集合的數(shù)學(xué)運(yùn)算，包括聯(lián)集、交集、差集、對(duì)稱差集以及子集合、超集合的判斷。>>>s0={1,2,3,4} #測(cè)試用集合>>>s1={3,4,5,6,7}>>>s2={1,2,3}>>>s3={91,92,93}>>>s0==s1,s0==s0 #判斷是否含有同樣的元素(False,True)>>>s2<=s0,s2.issubset(s0) #子集合(True,True)>>>s2<s0,s0<s0 #真子集合(True,False)5.3.3集合的數(shù)學(xué)運(yùn)算>>>s0>=s2,s0.issuperset(s2) #超集合(True,True)>>>s0>s2,s0>s0 #真超集合(True,False)>>>s0|s1 #聯(lián)集，產(chǎn)生新集合對(duì)象{1,2,3,4,5,6,7}>>>s0&s1 #交集，產(chǎn)生新集合對(duì)象{3,4}>>>s0-s1 #差集，產(chǎn)生新集合對(duì)象{1,2}5.3.3集合的數(shù)學(xué)運(yùn)算>>>s0^s1 #對(duì)稱差集，產(chǎn)生新集合對(duì)象{1,2,5,6,7}>>>s0&s3,s0.isdisjoint(s3) #無交集(set(),True)5.3.3集合的數(shù)學(xué)運(yùn)算5.3.3集合的數(shù)學(xué)運(yùn)算同一種集合運(yùn)算，例如聯(lián)集，有運(yùn)算符“|”與方法“union”可用，但運(yùn)算符只能接受集合對(duì)象，而方法則可接受可迭代項(xiàng)，例如列表。>>>s0={1,2,3,4}>>>s0|[3,4,5,6] #運(yùn)算符只能接受集合對(duì)象Traceback(mostrecentcalllast):File"<stdin>",line1,in<module>TypeError:unsupportedoperandtype(s)for|:'set'and'list'>>>s0.union([3,4,5,6]) #方法可以接受可迭代項(xiàng){1,2,3,4,5,6}>>>set('abc')&'bcd'Traceback(mostrecentcalllast):File"<stdin>",line1,in<module>TypeError:unsupportedoperandtype(s)for&:'set'and'str'>>>set('abc').intersection('bcd'){'c','b'}5.3.3集合的數(shù)學(xué)運(yùn)算5.3.3集合的數(shù)學(xué)運(yùn)算使用增強(qiáng)型賦值語句“|=、&=、-=、^=”時(shí)須小心，這是原地修改的動(dòng)作，不會(huì)產(chǎn)生新集合對(duì)象，而是更新（修改）語句左邊的集合對(duì)象。>>>s0={1,2,3,4}>>>s0|={3,4,5,6} #只示范“|=”，其余都類似>>>s0{1,2,3,4,5,6}5.3.4集合生成式集合也有集合生成式可用，其語法和列表生成式、字典生成式類似，一般形式如下：{表達(dá)式for名稱in可迭代項(xiàng)}{表達(dá)式for名稱in可迭代項(xiàng)if表達(dá)式}>>>li=['a','bar','candy','o','car']>>>{len(x)forxinli}{1,3,5} #記錄曾出現(xiàn)過的字符串長(zhǎng)度>>>{xforxinliiflen(x)==1}{'a','o'} #只收錄長(zhǎng)度為1的字符串>>>li=[0,1,1,2,2,3,3,4,5,5,6]>>>{xforxinliifli.count(x)==2}{1,2,3,5} #挑出在原列表出現(xiàn)2次的元素5.4字典與集合的訪問接口可雜湊項(xiàng)映射5.4

字典與集合的訪問接口在學(xué)習(xí)了字典與集合的基本知識(shí)后，我們來介紹相關(guān)的抽象類型，了解字典與集合提供哪些存取接口。5.4.1可雜湊項(xiàng)之前介紹類型dict時(shí)，我們說“鍵”可以是任何不可變對(duì)象，這種說法還不夠正確，應(yīng)該說任何“可雜湊項(xiàng)（hashable）”都可作為字典的鍵。Python有個(gè)抽象類型Hashable，符合此接口的對(duì)象可依照雜湊演算法算出獨(dú)一無二的雜湊值，只要對(duì)象不相同，就會(huì)得到不同的雜湊值。Python內(nèi)置的不可變類型都符合此抽象類型，而內(nèi)置的可變類型則都不符合。調(diào)用內(nèi)置函數(shù)hash可得到某對(duì)象的雜湊值，但實(shí)際中很少直接使用該值。>>>fromcollections.abcimport*>>>issubclass(int,Hashable) #內(nèi)置的不可變類型都符合Hashable接口True>>>issubclass(tuple,Hashable)True>>>issubclass(list,Hashable) #內(nèi)置的可變類型，不符合Hashable接口False #因?yàn)榭勺儗?duì)象的內(nèi)容會(huì)改變，其雜湊值不定>>>issubclass(dict,Hashable)False>>>hash(1),hash('abc'),hash((30,41,52))(1,-39521455,1696699620) #不可變對(duì)象擁有獨(dú)一無二的雜湊值5.4.1可雜湊項(xiàng)>>>a=1;b='abc';c=(30,41,52)>>>hash(a),hash(b),hash(c) #既然a==1為真，內(nèi)容相同，(1,-39521455,1696699620) #那么其雜湊值也會(huì)相同>>>hash([0,1,2]) #不可變對(duì)象沒有雜湊值Traceback(mostrecentcalllast):File"<stdin>",line1,in<module>TypeError:unhashabletype:'list'>>>hash('name'),hash('age'),hash('score')(1574142124,537780116,-23663026)>>>hash(1),hash('a'),hash((3,4)),hash(5)(1,738615097,1699342716,5)5.4.1可雜湊項(xiàng)5.4.1可雜湊項(xiàng)不可變對(duì)象在其生存周期內(nèi)內(nèi)容絕對(duì)不變，所以其雜湊值不僅獨(dú)一無二，而且也不會(huì)改變，可作為字典的存儲(chǔ)依據(jù)；所以較正確的字典示意圖應(yīng)如圖所示，字典其實(shí)是存儲(chǔ)“對(duì)象的雜湊值”與“值（任何對(duì)象）”的配對(duì)關(guān)系。下次當(dāng)你給定某鍵時(shí)，字典就會(huì)算出該鍵的雜湊值，然后取出相對(duì)應(yīng)的值。

字典示意圖5.4.1可雜湊項(xiàng)若對(duì)象屬于容器類型，那么不僅對(duì)象本身必須不可變，其內(nèi)容也必須不可變，方可算是不可變對(duì)象。所以，tuple對(duì)象本身雖不可變，但若含有可變對(duì)象（例如list），那么該對(duì)象就不算是不可變，無法作為字典的鍵。>>>li=[0,1,2] #list對(duì)象，可變>>>t=(3,4,li) #tuple對(duì)象，含有可變對(duì)象>>>d={'a':1,t:2} #無法作為字典的鍵Traceback(mostrecentcalllast):File"<stdin>",line1,in<module>TypeError:unhashabletype:'list'5.4.1可雜湊項(xiàng)同樣的道理，類型set也不是直接存儲(chǔ)某對(duì)象，而是存儲(chǔ)雜湊值。當(dāng)把某對(duì)象放進(jìn)集合時(shí)，會(huì)先算出雜湊值再放進(jìn)去；當(dāng)要測(cè)試某對(duì)象存不存在集合內(nèi)時(shí)，只要算出對(duì)象的雜湊值，然后再檢查即可（見圖示意）。

集合示意圖5.4.1可雜湊項(xiàng)因?yàn)殡s湊演算法的特性，給定某內(nèi)容（對(duì)象）就算出相對(duì)應(yīng)的雜湊值，若對(duì)象不同就必定會(huì)得到不一樣的雜湊值，如此一來便能輕松得到字典與集合的功能。還請(qǐng)注意，不同Python版本可能會(huì)使用不同的雜湊演算法，不同平臺(tái)的Python實(shí)現(xiàn)也可能使用不一樣的雜湊演算法，所以你執(zhí)行上述程序時(shí)，不會(huì)得到跟實(shí)例一樣的雜湊值。5.4.2映射項(xiàng)圖7-5顯示了與以映射（Mapping）為中心的相關(guān)抽象類型，類型dict符合抽象類型MutableMapping（可變映射）定義的接口，而且dict也是目前Python唯一的內(nèi)置映射類型；類型set符合抽象類型Set定義的接口。

映射相關(guān)的抽象類型層級(jí)5.4.2映射項(xiàng)我們先從類型set的抽象類型Set著手，因?yàn)樗莻€(gè)容器類型，很自然地繼承了抽象類型Sized與Container，所以可使用內(nèi)置函數(shù)len算出長(zhǎng)度（含有元素個(gè)數(shù)），并以運(yùn)算符“in”檢查某對(duì)象是否存在于集合之中。而且也符合可迭代項(xiàng)接口，所以可使用內(nèi)置函數(shù)iter得到迭代器，然后調(diào)用next逐一取出其中的元素，只不過因?yàn)轭愋蛃et不具順序性，所以我們并不知道迭代器會(huì)以何順序給出元素。>>>x={2,'a',(3,5),'b',17} #類型set>>>len(x) #長(zhǎng)度，元素的個(gè)數(shù)5>>>'b'inx #成員關(guān)系運(yùn)算符True>>>xit=iter(x)#取得迭代器>>>next(xit),next(xit)#取出前兩個(gè)元素，(17,'a')#注意，不具順序性>>>[eforeinxiftype(e)isint]#既然符合Iterable接口[17,2] #所以可用于需要迭代協(xié)定的地方5.4.2映射項(xiàng)5.4.2映射項(xiàng)然后是類型dict符合的接口面，抽象類型Mapping（映射）與MutableMapping（可變映射），同樣的，因?yàn)閷儆谌萜黝愋?，所以也都繼承了Sized與Container，并擁有許多字典專屬的方法。>>>d={'name':'Amy','age':40,'score':77}>>>len(d) #長(zhǎng)度，鍵值配對(duì)的個(gè)數(shù)3>>>'age'ind #“in”運(yùn)算符，某鍵是否存在True>>>d['name'] #以鍵取出值'Amy'>>>d['job']='wrier' #重新指派，新增或更新>>>d.pop('name') #移除指定鍵（與其鍵值配對(duì)）'Amy'5.4.2映射項(xiàng)>>>d.pop('abc') #若不存在該鍵，發(fā)生錯(cuò)誤Traceback(mostrecentcalllast):File"<stdin>",line1,in<module>KeyError:'abc'>>>d.pop('abc','default')#指定不存在該鍵時(shí)應(yīng)返回的缺省值'default'